Windows Server 2016中NVDIMM-N的内存存储与应用优化（P470）

在Windows Server 2016中，非易失性内存（NVDIMM-N）作为可寻址存储的一种新兴技术，正在改变传统计算架构的性能和可靠性。本文将深入探讨如何利用NVDIMM-N的优势来优化系统性能，并将其整合到操作系统中的关键组件和接口。 首先，NVDIMM-N（Non-Volatile Dual In-line Memory Module）是一种特殊的内存类型，它结合了DRAM的快速访问速度和非易失性存储的持久性，这对于需要长期保留数据的应用场景如关键业务操作、缓存和日志管理非常有价值。它通过PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）接口连接到系统，提供了多种存储类型的支持，包括传统的SATA和SAS（Serial Attached SCSI）以及新型的NVMe（Non-Volatile Memory Express）接口，确保了高速的数据传输。 在硬件层面，SCM（Storage Class Memory）Disk Driver和SCM Bus Driver是与NVDIMM-N交互的核心驱动程序。SCM Disk Driver负责将块级I/O请求转换为NVDIMM-N的读写操作，而SCM Bus Driver则管理NVDIMM-N与系统总线的通信，确保数据的一致性和完整性。这两种驱动器的存在使得NVDIMM-N在操作系统中表现为一个标准的块设备，可以像其他硬盘一样被应用程序直接访问。 为了充分利用NVDIMM-N的特性，Windows Server 2016引入了Block Mode和Direct Access模式。Block Mode允许应用程序直接对NVDIMM-N进行加载/存储操作，减少了中间层的开销，提高了效率。Direct Access则提供了更快的数据路径，使得应用程序可以直接通过内存映射区域（Memory Mapped Region）进行读写，进一步提升性能。 在文件系统方面，引入了SCM-Aware File System（例如NTFS-DAX），这是一种针对NVDIMM-N优化的文件系统，支持内存映射文件。当应用程序请求内存映射文件时，系统会自动将文件的一部分或全部加载到NVDIMM-N上，提供了一种高效的读写方式。此外，NVDIMM-N的管理还包括对内存映射区域的枚举，以及区分用户模式和内核模式下的操作。 微软还在积极地将NVMe Management Library (NVML)移植到Windows平台上，这将进一步扩展NVDIMM-N的管理功能，使得开发者能够更方便地监控和管理这种新型内存资源。对于开发者来说，理解这些API，如GetVolumeInformation、GetVolumeInformationByHandleW等，可以帮助他们更好地编写能利用NVDIMM-N优势的应用程序。 NVDIMM-N在Windows Server 2016中扮演了至关重要的角色，不仅提升了存储性能，还简化了开发者的集成工作。随着技术的不断发展，NVDIMM-N有望在未来的数据中心和关键业务环境中发挥更大的作用，成为存储架构中的重要组成部分。对于想要深入了解并利用这种技术的IT专业人士，不断跟进相关文档，如Build on Channel9和Microsoft Virtual Academy的在线课程，将有助于保持技术领先。