内存数据库系统，NVDIMM和数据持久性

内存数据库系统是一种在主存储器中存储记录的数据库管理系统(DBMS)，与传统存储在硬盘或闪存中的数据库管理系统相比，它能够显著提高执行速度并简化设计。在现代技术设备中，例如通信设备、航空装备、工业控制器等，对数据管理的需求不断增长，这些设备的资源也日渐丰富，包括板载CPU、RAM和存储资源，使得内存数据库系统在电子设备中的应用越来越广泛。其数据规模差异很大，小到几GB，大到10GB甚至100GB以上。 尽管内存数据库系统执行速度快，设计简单，但它面临的一个关键问题是易失性，即当发生断电或系统故障时，主内存中的数据会消失。这在需要持久性数据的应用场合会造成问题，如医疗设备需要记录持续变化的症状，网络路由器和交换机需要配置数据能够在断电后恢复等。为了解决这一问题，可以采用一些技术方案，比如通过事务日志功能来实现数据的持久性，该功能可以在日志文件中记录事务，以便在系统故障后恢复数据库；或者使用数据库复制技术，即备用的内存数据库与主数据库保持同步，当主数据库出现故障时，备用数据库可以接替主数据库的角色。 非易失性双列直插式内存模块(NVDIMM)是解决内存数据库易失性问题的新工具。NVDIMM结合了DRAM的高速性能和NAND闪存的非易失性，当断电时，NVDIMM中的超级电容会提供瞬时电能，使得主存中的数据能够被快速写入NAND闪存芯片。当电源恢复后，数据又能被恢复到DRAM中。与需要电池供电的RAM相比，NVDIMM没有电池相关的缺点，如温度要求严格、漏电流风险、有限的电池使用寿命等，因此其应用前景更加广泛。 目前，包括AgigATech在内的多家供应商都能提供NVDIMM产品。McObject公司的eXtremeDB内存数据库系统已成功与电池供电型RAM配合工作，同时该公司的目标是将NVDIMM用作内存数据库系统的主要存储器。 在工业控制系统中，内存数据库系统的集成可以支持更扁平的控制系统架构，其中数据可以存储和处理在控制器中，使得控制决策可以在独立的控制器层产生。这与传统的层次化系统架构形成了对比，在传统架构中，存储在控制器层的数据通常只能用于控制变量。 总而言之，内存数据库系统在处理数据管理需求方面具有显著优势，但必须注意数据的持久性和可恢复性。随着NVDIMM技术的成熟，它为内存数据库系统提供了一种更高效、更可靠的数据持久性解决方案。在设计和实施内存数据库系统时，应根据应用场景的需求综合考虑不同技术方案的优缺点，以保证数据的安全和应用的连续性。