DDR4/DDR5 内存带宽与延迟实测：NUMA 绑定、HugePages 与可复现基准

本文面向内存密集型服务，提供 DDR4/DDR5 的可验证带宽/延迟计算与基准方法，并通过 NUMA 绑定与 HugePages 配置，构建稳定的性能基线。

## 理论带宽（可验证公式）

• 通道宽度：64-bit（8 Bytes），双倍数据率（DDR）。
• 单通道理论带宽：`带宽 ≈ 速率(MT/s) × 8 Bytes`。

示例计算：

• DDR4-3200：`3200 MT/s × 8 ≈ 25.6 GB/s`（单通道）。
• DDR5-5600：`5600 MT/s × 8 ≈ 44.8 GB/s`（单通道）。

实际带宽受通道数、时序与平台拓扑影响，需以基准工具验证。

## 硬件拓扑与 NUMA 节点

查看拓扑：

lscpu | egrep 'Model name|Socket|NUMA|CPU\(s\)'
numactl --hardware

输出包含节点数、每节点内存与 CPU 映射，用于后续绑定策略。

## 带宽与延迟基准（可复现）

1. 安装 `stream` 或 `sysbench`：

sudo apt-get install -y sysbench

2. 本地节点绑定测试：

numactl --cpunodebind=0 --membind=0 \
  sysbench memory --threads=16 --memory-total-size=10G run

3. 远端节点对比：

numactl --cpunodebind=0 --membind=1 \
  sysbench memory --threads=16 --memory-total-size=10G run

观察：本地绑定通常获得更高带宽与更低延迟；远端访问带宽下降与耗时升高，幅度取决于平台。

补充延迟工具：Intel MLC（Memory Latency Checker），在支持平台上可更精细测量本地/远端延迟差异。

## 大页配置与稳定性

• HugePages（静态配置）：

grep HugePages_ /proc/meminfo
sudo sysctl -w vm.nr_hugepages=1024

• 透明大页（THP）状态：

cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled

建议：数据库/高并发场景优先使用稳定的 HugePages；THP 可能引入抖动，需按基准与线上表现决定策略。

## 应用层与分配器协同

• 将进程/线程按 NUMA 节点划分，减少跨节点竞争。
• 验证分配器（如 `jemalloc`）的 NUMA 感知，降低跨节点分配。
• 以 `P95/P99` 延迟与吞吐为基线，回归评估不同绑定与大页策略的影响。

## 注意事项

• 不同主板/BIOS 的通道布局与 NUMA 设置影响显著，上线前需核对并复测。
• DDR5 的更高速率在部分负载上收益明显，但时序与通道并发同样重要。
• ECC 错误统计通过 BMC/`edac` 查看，定期巡检保障可靠性。

## 结语

通过明确的带宽计算、NUMA 绑定实验与大页配置验证，可以将内存性能从“经验调优”转化为“数据驱动”，在多路服务器上获得稳定、可预测的表现。