VCF 9 NVMe内存分层容量规划：如何通过1:4比例将内存成本降低40%

在本系列博客的前两篇文章中，我们已经深入探讨了NVMe内存分层技术能为客户带来的价值及其技术实现。试想一下，如果采用VMware Cloud Foundation 9（VCF 9）的这项技术，能够帮助企业降低高达40%的内存相关成本，这样的吸引力不言而喻。

第一篇文章详细介绍了先决条件和硬件，第二篇则重点讨论了设计与配置。作为系列的第三部分，本文将聚焦于容量规划，帮助你制定策略，在有效控制成本的同时，最大化这项技术的投资回报。

在现有基础设施上进行部署（即“现有部署”）是常见场景。你可能已经意识到VCF 9是一个真正集成的产品，旨在提供类似云的统一解决方案，并已计划部署它。即使在部署之后才了解到内存分层技术，也完全不必担心，你依然可以轻松地为已部署的VCF 9引入NVMe内存分层功能。

在阅读了前两部分后，我们了解到NVMe设备的性能和耐久性等级非常重要，同时还有一个“50%活动内存”的要求。这直接影响了我们的采购决策：在规划时，至少需要购买与主机DRAM容量相等的NVMe设备，因为实际可用的内存总量将接近DRAM的两倍。举个例子，如果你的每台主机配备了1TB的DRAM，那么至少需要配置1TB的NVMe设备。这个逻辑很简单，但我们可以做得更“激进”，并且依然比购买同等容量的DRAM内存条划算得多。

我在之前的讨论中反复强调：“购买NVMe设备时，容量至少要与DRAM相同”。这是因为NVMe内存分层的默认配置是1:1的DRAM:NVMe比例，即一半内存来自高速DRAM，另一半来自NVMe闪存。然而，某些工作负载的内存活跃度可能非常低，例如部分VDI（虚拟桌面）场景。如果你的工作负载持续保持较低的活动内存使用率，那么就可以充分利用内存分层的高级特性。

这个默认的1:1比例适用于大多数工作负载，但DRAM:NVMe比例实际上是一个可调整的高级配置参数，最大可以调整到 1:4。这意味着内存总容量可以增加400%！对于那些内存活跃度极低的工作负载，采用1:4的比例无疑能最大化投资回报率（ROI）。

那么，这会如何改变我们最初的容量规划策略呢？

问得好。DRAM与NVMe的合适比例因工作负载的内存活跃度而异，并且应该在NVMe采购阶段就被纳入考量。仍以拥有1TB DRAM的主机为例，配备1TB NVMe是基础。但是，如果经过评估，你的工作负载活跃内存使用率极低，那么这1TB的NVMe就可能不是最优解。此时，配备4TB的NVMe设备，将比例调整为1:4，就能实现内存总量提升400%的效果。这正是为什么在采购前，仔细评估工作负载真实的内存使用模式如此关键。

影响容量规划的另一个关键因素是分区大小。在为内存分层配置NVMe设备时，我们会在其上创建一个特殊分区。如果不手动指定大小，系统会自动创建一个与物理设备容量相同的分区（当前支持的最大大小为4TB）。实际用于内存分层的NVMe容量，取决于这个分区的大小、DRAM容量以及你设定的DRAM:NVMe比例。

假设我们购买了一块4TB的SED NVMe设备，以期最大化投资并确保硬件的前瞻性，即使主机只有1TB DRAM。采用默认配置后，分区大小会是4TB，但由于使用了默认的1:1比例，实际用于分层的NVMe容量仅为1TB。如果日后工作负载需求变化，或者我们决定将比例更改为1:2，分区本身无需重建，只需调整比例参数，用于分层的NVMe容量就会从1TB变为2TB。当然，我们不建议在未充分评估工作负载内存活跃度是否适配新比例的情况下，随意更改此配置。

为了更直观地理解，我们用一个表格来概括，假设主机DRAM为1TB，配备了一块4TB的NVMe设备：

因此，在选择NVMe设备容量时，不仅要考虑当前需要的分层容量，还应考虑其支持的最大分区大小（目前为4TB），以及未来可能根据工作负载调整的比例所带来的扩展性。 记住，即使购买大容量NVMe设备，其成本相比购买同等容量的DRAM，依然能带来显著的节省。

下图清晰地展示了VCF 9中NVMe内存分层设计在不同比例下的容量规划模型：

图示：从默认的1:1比例调整为1:2、1:4比例时，NVMe的实际使用容量从1TB逐步增加到4TB，而DRAM容量和NVMe物理分区大小保持不变。

接下来，我们谈谈“全新部署”的场景。如果你在规划阶段就充分了解了内存分层技术，并将其作为服务器采购的成本计算参数，那么将有机会实现更大幅度的成本优化。规划原则与现有部署类似，但因为是全新采购，我们可以更灵活地设计硬件配置，深入思考如何利用内存分层来降低整体采购成本。

如前所述，确保工作负载适合使用内存分层至关重要（大多数都适合）。完成评估后，你可以根据结论来决定硬件配置。假设你的所有工作负载都适用，并且平均内存活跃度只有30%左右，即便如此，从稳妥出发，仍然建议先采用默认的1:1比例。

例如，如果你规划每台主机需要承载总计1TB内存的工作负载，你可以选择只购买512GB的DRAM，并通过内存分层补充另外512GB（来自NVMe）。这样，总内存需求得到了满足，而你的评估结果确保工作负载的活跃内存部分能完全容纳在512GB的DRAM中。这需要对应用的内存行为有深入的洞察，是精细化内存管理的体现。

除此之外，每台主机和RAID控制器上的NVMe设备数量也是一个独立考虑因素。它不影响总的可用分层空间（我们最终需要一个逻辑设备），但会影响成本、冗余和性能。你可以选择单块NVMe盘，也可以选择配置RAID的多块盘以获得更高可靠性。

另一种思路是，保持较高的DRAM配置（如1TB），然后通过内存分层再额外增加1TB内存。这样可以构建计算密度更高的服务器，从而在满足相同工作负载需求的前提下，减少所需的物理服务器数量。此时，成本节省主要体现在硬件采购数量、机房空间、散热和电力消耗的降低上。

总而言之，在进行NVMe内存分层的容量规划时，必须综合考虑DRAM容量、NVMe设备容量、分区大小以及DRAM:NVMe比例这几个核心变量。对于全新部署，更应进行深入研究，因为你有可能只为“活动内存”部分购买DRAM，而非为整个内存池购买，从而实现进一步的、根本性的成本节约。

说到规划和注意事项，另一个需要关注的方面是内存分层与vSAN的兼容性与最佳实践，这将是本系列下一部分（第四部分）要讨论的主题。

内存分层博客系列：

• 第一部分：前提条件和硬件兼容性
• 第二部分：设计安全性、冗余性和可扩展性

希望这篇关于VCF 9容量规划的深入解析对你有帮助。如果你在规划或实践中遇到任何问题，欢迎到云栈社区与更多的技术同行交流探讨。