缓存池扩展 (Buffer Pool Extension)实践

SQL Server 2014缓存池扩展 (Buffer Pool Extension)功能可以将缓存池扩展到较快的SSD存储上。为内存比较紧张的系统提供了新的扩展途径。

Buffer Pool 扩展可以带来以下好处：

提高随机I/O的吞吐量
降低I/O延迟
提高单位时间内处理事务的吞吐量
显著地提高读性能
以软件方式为客户实现了类似于混合硬盘的效果。

缓存池扩展支持以下两种模式：

CW：只向SSD写入干净页。
DW：双重写，即同时向SSD和硬盘写入脏页。

下面2张图里，C: 干净页 D：脏页 R：随机 S：顺序

顺序写总是直接写入硬盘，不会写入SSD
干净页的随机写是写入SSD，因为既然是干净页，硬盘上已经有一份拷贝。
当缓存池尚有空间时，缓存池扩展采用CW模式的，只对SSD只写入干净页。
当缓存池空间已满，需要将一部分脏页刷到硬盘上的时候，它是DW模式的，脏页将同时写入SSD和硬盘。

总的来说缓存池扩展对于读远远高于写的OLTP系统比较有帮助，对于以下环境，则帮助不大：

数据仓库。您应该考虑列存储而不是缓存池扩展
写入比较多的OLTP。
拥有大于64GB内存的服务器

以下是如何使用缓存池扩展的具体步骤：

首先检查SQL server最大内存的设置。建议将缓存池扩展的大小设为最大内存的16倍或以下。请先做好充分测试再实施到生产环境。

 1 USE master
 2 GO 
 3 
 4 EXEC sp_configure 'show advanced options', 1
 5 RECONFIGURE WITH OVERRIDE
 6 GO
 7 
 8  
 9 EXEC sp_configure 'max server memory (MB)'
10 GO 
11 
12 /*
13 
14 EXEC sp_configure 'max server memory (MB)', [VALUE (MB)]
15 RECONFIGURE WITH OVERRIDE
16 GO
17 */

以下脚本启用了缓存池扩展到10GB：

 1 USE master
 2 GO 
 3 
 4 ALTER SERVER CONFIGURATION   
 5 SET BUFFER POOL EXTENSION OFF;
 6 GO
 7 
 8 ALTER SERVER CONFIGURATION
 9 SET BUFFER POOL EXTENSION ON   
10 (FILENAME = 'F:\SSDCACHE\Example.BPE', SIZE = 20 GB);
11 GO

以下为缓存池扩展相关的DMV和perfmon counter,可用于检查设置和监控：

 1 --DMV:
 2 select * from sys.dm_os_buffer_pool_extension_configuration
 3 select * from sys.dm_os_buffer_descriptors where is_in_bpool_extension = 1
 4 
 5 --Perfmon counter:
 6 SQL Server:Buffer Manager:Extension page reads/sec
 7 SQL Server:Buffer Manager:Extension page writes/sec
 8 SQL Server:Buffer Manager:Page reads/sec
 9 SQL Server:Buffer Manager:Page writes/sec
10 SQL Server:Readahead pages/sec