预算有限如何克服工作负载？加内存带来意想不到效果

随着云计算和大数据行业的发展，服务器市场的发展也可以说迎来了春天，随之而来的问题就是，服务器工作负载限制会制约性能发挥，不同应用可能存在的瓶颈是不同的，有的要重点考虑处理器、内存，有的要重点考虑硬盘或网络的I/O吞吐能力。有时候大家会选择增加更多的服务器来解决问题，但其实很多时候这是没有必要的，尤其在预算有限的前提下，完全可以通过增加内存来解决问题，今天我们来谈谈如何通过增加RAM来助您克服工作负载限制因素。

服务器内存这种组件只有两种状态：要么充足，要么不足。当拥有足够的内存处理工作负载时，您甚至可能不会想起 RAM，因为会有其他问题吸引您的注意力。但是，当内存不足时，您的服务器和组织的工作效率会变得非常低，因为 CPU 需要 DRAM 提供资源方可发挥最佳性能。Spiceworks在近期就选择了353个受访者，在他们是企业在其组织中拥有一定的 IT 基础设施购买决策影响力的人。受访者几乎平均分布于美、英、法、德四个国家（美国、英国、法国和德国），且各自拥有至少 30 台使用虚拟化软件的物理服务器并使用虚拟化软件。总体而言，他们代表这些人横跨了 23 个行业，（从技术、能源到制造行业），74% 的受访者运行 100 台以上或更多的物理服务器，41% 的受访者运行超过 200 个机箱。他们参与回答的问题为：在克服服务器工作负载限制方面，您目前面临的最大挑战是什么？受访者最多可以选择三个答案。他们的答案汇总如下图：

通过图表可以看到，Spiceworks 对超过 350 位 IT 决策者开展的调查中，47％ 的人表示他们计划在未来一年添加更多的服务器内存，尽管他们有一半的服务器已经安装了最大容量的内存。 这些结果并不意外，因为内存可帮助克服五个最紧要的工作负载限制因素。

限制因素 1：预算有限

最大限度地利用不断减少的预算最后往往变成采购成本与总拥有成本 (TCO) 之间的比较。提高服务器的效率将有助于降低 TCO，因为这样可在同样的时间内获得更高性能。内存负责为处理核心提供资源，因此，增加内存是提高 CPU 效率的最有效方式之一，该方案让您可以轻松应对不断增长的工作负载，而无需购买新的服务器。

具体而言，增加内存可最快地为系统提供更多资源，以用于将数据送达 CPU。数据到达 CPU 的速度越快，消耗在空闲、无用功耗和无关操作方面的时间就越少。由于内存位置更靠近 CPU，因此数据从DRAM 到 CPU 所需的时间比从存储设备到 CPU 所需的时间更短。例如，硬盘的数据到达 CPU 通常需要几毫秒，而企业级 SSD 的数据到达 CPU 只需要几微秒。这当然是巨大的改进，但该延迟仍然比DRAM 要高，DRAM 的数据到达 CPU 仅需几纳秒（延迟自然是越低越好）。考虑到我们每天可能要将数百万条指令送入处理器，通过内存将数据提供给 CPU 会带来显著的性能提升。总而言之，时间就是金钱，增加内存有助于提升 CPU 的投资回报。

限制因素 2：意外或不可预测的工作负载需求

虚拟化工作负载就在于保持一致的服务质量 (QoS) 以及消除时有时无的不一致性。总体而言，增加 RAM 有助于消除服务不一致性，因为它可为虚拟化应用程序提供额外资源，以用于存储和使用（位于内存中的）活动数据。不可预测的工作负载峰值会迅速耗尽可用内存，导致系统争寻可用资源，进而使得性能下降，这通常会导致磁盘抖动。增加内存可为应用程序提供更大的灵活性，以轻松应对迅速上升和下降的工作负载，从而解决这个问题。

限制因素 3：机房空间有限

我们可将机房空间有限视为一个结构性问题加以解决：完成工作负载所需的最少服务器数量是多少？这种思考方式有助于减少机房占用空间，因为每台未充分利用的服务器都会增加成本。例如，使用 5 台具有最大内存容量的服务器来完成 10 台内存容量半满或老旧服务器的工作负载，就可以节省大量电源、冷却和软件许可成本，从而克服这个重要限制因素。如果机房空间是最重要的考虑因素，我们就只剩下一个解决方案，即向上扩展。向上扩展通常就是增加服务器的内存容量，以充分利用各个机箱的性能，并为尽可能多的虚拟机提供资源。

限制因素 4：用户群快速增长

当用户群快速增长时，我们需要更多的系统资源（读取：RAM）方可维持相同的QoS，这与上述限制因素 2 非常相似。通过为系统提供更多 RAM，您可以获得更大的灵活性，并提高系统处理能力，以应对用户群突然增长所导致的不可预测的工作负载需求。

限制因素 5：电源或冷却成本

尽管为服务器安装最大容量的内存会提高总功耗，但在提供同等性能的情况下，这一总功耗通常小于使用多个内存容量未满的服务器。从工作负载角度来讲，增加 DRAM可以帮助服务器在提供资源和运行 CPU时采用从工作负载角度以最高效的电源消耗方式使用电源（提供资源和运行 CPU）。此外，使用更少的物理服务器还有助于降低总功耗和冷却成本。

总结：要克服工作负载限制因素，我们可以考虑增加内存，而不一定非要增加服务器

内存就像是 CPU 的动力源，只要内存足够，CPU 的性能就有保障。但是，拥有足够的 RAM 与真正提高工作负载效率之间存在显著区别。只要有足够的 RAM，您就一定能够运行应用程序，但是通过安装最大容量的内存，您通常可以借助更少的服务器，以更低的总TCO 完成更多工作。增加 RAM 可满足 CPU 的数据供应需求。请全面了解您的工作负载：如果工作负载取决于 CPU 或内存，则可以通过增加 RAM 来提高工作效率，而不必使用更多服务器。