SQL Server 2014新特性探秘(2)-SSD Buffer Pool Extension

长枪不倒

简介
  　　SQL Server 2014中另一个非常好的功能是，可以将SSD虚拟成内存的一部分，来供SQL Server数据页缓冲区使用。通过使用SSD来扩展Buffer-Pool，可以使得大量随机的IOPS由SSD来承载，从而大量减少对于数据页的随机IOPS和PAGE-OUT。
　　
  SSD AS Buffer Pool
  　　SSD是固态硬盘，不像传统的磁盘有磁头移动的部分，因此随机读写的IOPS远远大于传统的磁盘。将SSD作为Buffer Pool的延伸，就可以以非常低的成本巨量的扩充内存。而传统的模式是内存只能容纳下热点数据的一小部分，从而造成比较大的Page-Out，如图1所示。

　　图1.大量随机的IOPS需要由磁盘阵列所承担
　　
　　但如果考虑到将SSD加入计算机的存储体系，那么内存可以以非常低的成本扩展到约等于热点数据，不仅仅是提升了性能，还可以减少IO成本，如图2所示。

　　图2.扩展后内存几乎能HOLD所有热点数据
　　
　　由图1和图2的对比可以看出，扩展后可以使用更便宜的SATA存储。此外，该特性是透明的，无需应用程序端做任何的改变。
　　此外，该特性为了避免数据的丢失，仅仅在作为缓冲区的SSD中存储Buffer Pool的Clean Page，即使SSD出现问题，也只需要从辅助存储中Page In页即可。
　　最后，该特性对于NUMA进行了特别优化，即使拥有超过8个Socket的系统，CPU也能无障碍的访问内存。
　　
  启用BUFFER Pool Extension
  　　在SQL Server 2014总，启用Buffer Pool Extension非常简单，仅仅需要拥有SysAdmin权限后，输入一个T-SQL语句即可，如图3所示。

　　图3.启用Buffer Pool Extension
　　
　　对应的，我们可以在物理磁盘中看到这个扩展文件，该文件的性能和Windows的虚拟内存文件非常类似，如图4所示。

　　图4.对应的Buffer Pool扩展文件
　　
　　但这里值得注意的是，我们启用的内存扩展无法小于物理内存或阈值，否则会报错，如图5所示。

　　图5.报错信息
　　
　　对于该功能，SQL Server引入了一个全新的DMV和在原有的DMV上加了一列，来描述Buffer Pool Extention，如图6所示。

　　图6.引入的新的DMV和对于原有DMV的更新
　　
　　此外，对于该特性的监控，SQL Server还引入了大量与之相关的计数器，如图7所示。

　　图7.相关计数器
　　
  小结
  　　SQL Server Buffer Pool Extension给我们提供了以更低成本来满足更高企业级需求的可能，结合内存数据库，未来的可能性将无限延伸。