Programming-Persistent-Memory-2020.pdf
《Programming Persistent Memory: A Comprehensive Guide for Developers》是Steve Scargall所著的一本关于如何针对最新的存储硬件进行编程的书籍。这本书在内容上涵盖了使用持久性内存(Persistent Memory)进行编程的全方位知识,这是一项创新的存储技术,它将非易失性内存(Non-volatile Memory,NVM)和传统的易失性内存(Volatile Memory)结合起来,旨在提供比传统硬盘驱动器(HDD)更快的读写速度,同时又拥有与固态硬盘(SSD)相近的数据持久性。 持久性内存的代表产品包括Intel的Optane技术。该技术基于Intel的3D Xpoint技术,这种非易失性内存具有极高的耐用性和低延迟特性,能够显著提升存储性能。对开发者而言,这意味着他们需要学习如何利用这种新型存储硬件来编写应用程序。 在编程持久性内存时,开发者需要了解一些关键的概念和技术: 1. 内存映射文件(Memory-Mapped Files):这是将文件内容映射到内存地址空间的技术,让应用程序可以直接对内存中的数据进行读写,从而实现高速访问。 2. 存储持久性(Memory Persistence):由于持久性内存保留数据的能力,程序员必须明确哪些数据应该保持持久性,哪些可以暂时保留在易失性内存中。 3. 事务性内存(Transactional Memory):为了保护数据的一致性,事务性内存允许多个内存操作作为一个原子单元来执行,这与数据库事务的概念类似。 4. 缓存一致性(Cache Coherence):当多个处理器或者核心共享内存时,必须保证所有处理器看到的数据是一致的。持久性内存也需要面对缓存一致性的问题,尤其是在并发读写时。 5. 硬件加速(Hardware Acceleration):持久性内存配合专用的硬件加速机制可以显著提高应用程序的执行速度。 6. API和软件接口:开发者需要了解和掌握用于与持久性内存进行交互的API和软件接口,例如Intel的Direct Access Programming Library(DAX)。 7. 应用程序设计模式:由于持久性内存的特性,传统的内存管理技术和设计模式可能需要重新考虑和设计,以利用这种存储设备的特性。 8. 性能优化:持久性内存的引入为程序性能的优化提供了新的手段,开发者需要学习如何通过利用这种硬件来优化应用程序的性能。 9. 容错与恢复:持久性内存虽然具有非易失性特性,但仍然需要有健壮的容错与恢复机制,以防止意外断电或系统崩溃导致的数据损坏。 10. 系统架构知识:为了充分利用持久性内存的优势,开发者需要有扎实的计算机系统架构知识,理解CPU、内存、I/O系统与持久性内存之间的交互关系。 《Programming Persistent Memory: A Comprehensive Guide for Developers》这本书的创作背景是在2020年,那时持久性内存技术正逐步从实验室走向市场,成为实际产品。这本书正是为了解决开发者在使用这种新型存储硬件时可能遇到的问题,并提供详细指导。 书中还详细介绍了Optane存储技术,这种技术是Intel和其他行业伙伴共同研发的,旨在满足数据中心对于高性能和大数据处理的需求。Optane技术能够提供更高的内存容量、更快的内存带宽和更低的延迟,这些特点都是以前的传统存储技术难以比拟的。 在了解了上述知识点之后,开发者就可以通过阅读这本书来获得关于如何编程使用持久性内存的全面知识,并将其应用到实际的软件开发项目中。这本书的电子版遵循了Creative Commons Attribution 4.0 International License,允许读者在遵守相应规则的情况下进行使用、分享和改编。同时,书中也提醒读者商标名称、标志和图像可能会出现,但使用这些商标是为了尊重和保护商标持有人的利益,而不是暗示任何侵权意图。
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