Windows 中的存储类内存 (NVDIMM N) 的运行状况管理
适用范围：Windows Server 2022、Windows Server 2019、Windows Server 2016、Windows 10
针对 Windows 中的存储类内存 (NVDIMM N) 设备，本文向系统管理员和 IT 专业人员提供了有关错误处理和运行状况管理的信息，重点强调存储类内存设备和传统存储设备之间的差异。
如果不熟悉 Windows 对存储类内存设备的支持，请观看以下短片了解概况：
- 在 Windows Server 2016 中将非易失存储器 (NVDIMM-N) 用作块存储器
- 在 Windows Server 2016 中将非易失存储器 (NVDIMM-N) 用作按字节编址存储器
- 使用 Windows Server 2016 中的 PMEM 提升 SQL Server 2016 性能
另请参阅了解和部署存储空间直通中的永久性内存。
自 Windows Server 2016 和 Windows 10（1607 版）起，具有本机驱动程序的 Windows 支持符合 JEDEC 的 NVDIMM-N 存储类内存设备。 虽然这些设备的行为与其他磁盘 （HDD 和 SSD）类似，但也存在一些差异。
此处列出的所有情况都极少发生，具体取决于硬件的使用状况。
以下各种实例可能引用了存储空间配置。 令人感兴趣的特别配置是：两个 NVDIMM N 设备在存储空间中用作一个镜像回写式缓存。 要设置此配置，请参阅配置具有 NVDIMM-N 回写式缓存的存储空间。
在 Windows Server 2016 中，存储空间 GUI 显示 NVDIMM N 总线类型的状态为“未知”。 在创建池、存储 VD 时，它不会出现功能丢失或无法使用的情况。 可以通过运行以下命令来验证总线类型：
PS C:\>Get-PhysicalDisk | fl
cmdlet 输出中的参数 BusType 将正确显示总线类型为“SCM”
检查存储类内存的运行状况
要查询存储类内存的运行状况，请在 Windows PowerShell 会话中使用以下命令。
PS C:\> Get-PhysicalDisk | where BusType -eq "SCM" | select SerialNumber, HealthStatus, OperationalStatus, OperationalDetails
执行此操作将生成此示例输出：
| SerialNumber | HealthStatus | OperationalStatus | OperationalDetails |
|---|---|---|---|
| 802c-01-1602-117cb5fc | 正常 | 确定 | |
| 802c-01-1602-117cb64f | 警告 | 预计故障 | {Threshold Exceeded,NVDIMM_N Error} |
注意
若要查找事件中指定的 NVDIMM-N 设备的物理位置，请在事件查看器中事件的“详细信息”选项卡上，转到“EventData”>“位置”。 请注意，Windows Server 2016 列出了不正确的 NVDIMM-N 设备位置，但此问题已在 Windows Server 版本 1709 中得到修复。
有关了解各种运行状况的帮助，请参阅以下部分。
“警告”运行状况状态
这种情况即：检查存储类内存设备的运行状况时，发现它的“运行状况状态”显示为“警告”，如此示例输出中所示：
| SerialNumber | HealthStatus | OperationalStatus | OperationalDetails |
|---|---|---|---|
| 802c-01-1602-117cb5fc | 正常 | 确定 | |
| 802c-01-1602-117cb64f | 警告 | 预计故障 | {Threshold Exceeded,NVDIMM_N Error} |
下表列出了一些有关这种情况的信息。
| 方位 | 说明 |
|---|---|
| 可能的情况 | NVDIMM-N 警告阈值违例 |
| 根本原因 | NVDIMM-N 设备追踪各种阈值，例如温度、NVM 生存期和/或能量源生存期。 当超出其中一个阈值时，操作系统将会收到通知。 |
| 常规特性 | 设备保持完全正常运行。 这是警告，不是错误。 |
| 存储空间性能 | 设备保持完全正常运行。 这是警告，不是错误。 |
| 详细信息 | PhysicalDisk 对象的 OperationalStatus 字段。 EventLog – Microsoft-Windows-ScmDisk0101/Operational |
| 要执行的操作 | 视警告阈值违例而定，可能需要谨慎考虑是替换整个 NVDIMM-N 还是替换其中某些部分。 例如，如果 NVM 生存期阈值已经违例，那么替换 NVDIMM-N 是可以的。 |
写入 NVDIMM-N 失败
这种情况即：检查存储类内存设备的运行状况时，发现“运行状况状态”显示为“不正常”，“操作状态”显示为“IO 错误”，如此示例输出中所示：
| SerialNumber | HealthStatus | OperationalStatus | OperationalDetails |
|---|---|---|---|
| 802c-01-1602-117cb5fc | 正常 | 确定 | |
| 802c-01-1602-117cb64f | 不正常 | {元数据已过时, IO 错误, 暂时性错误} | {丢失数据持久性, 丢失数据, NV...} |
下表列出了一些有关这种情况的信息。
| 方位 | 说明 |
|---|---|
| 可能的情况 | 持久性丢失/备份电源 |
| 根本原因 | NVDIMM-N 设备依赖备份电源（通常是电池或超级电容）获得持久性。 如果此备份电源的源不可用或设备出于任何原因（控制器/闪存错误）无法执行备份，那么数据将处于危险之中，Windows 将阻止对受影响设备的任何进一步写入操作。 仍有可能执行“读取”操作以疏散数据。 |
| 常规特性 | NTFS 卷将被卸除。 所有受影响的 NVDIMM-N 设备的 PhysicalDisk 运行状况状态字段将显示为“不正常”。 |
| 存储空间性能 | 只有一个 NVDIMM-N 受影响的情况下，存储空间仍可正常运行。 如果多个设备受到影响，则将无法写入到存储空间。 所有受影响的 NVDIMM-N 设备的 PhysicalDisk 运行状况状态字段将显示为“不正常”。 |
| 详细信息 | PhysicalDisk 对象的 OperationalStatus 字段。 EventLog – Microsoft-Windows-ScmDisk0101/Operational |
| 要执行的操作 | 我们建议备份受影响的 NVDIMM-N 的数据。 要获得读取访问权限，可以手动使磁盘联机（将以只读 NTFS 卷形式出现）。 要完全清除这种情况，必须解决根本原因（即提供电源或更换 NVDIMM-N，视具体问题而定），NVDIMM-N 上的卷必须脱机并再次进入联机状态或重新启动系统。 若要使 NVDIMM N 再次在存储空间中可用，请使用 Reset-PhysicalDisk cmdlet，它将重新集成设备并启动修复进程。 |
NVDIMM-N 显示“0”字节容量，或显示为“通用物理磁盘”
这种情况即：存储类内存设备显示 0 字节容量，无法初始化或公开为操作状态显示“通信中断”的“通用物理磁盘”对象，如此示例输出中所示：
| SerialNumber | HealthStatus | OperationalStatus | OperationalDetails |
|---|---|---|---|
| 802c-01-1602-117cb5fc | 正常 | 确定 | |
| 警告 | 通信中断 |
下表列出了一些有关这种情况的信息。
| 方位 | 说明 |
|---|---|
| 可能的情况 | BIOS 未将 NVDIMM N 公开到操作系统 |
| 根本原因 | NVDIMM N 设备基于 DRAM。 当引用损坏的 DRAM 地址时，大多数 CPU 将启动计算机检查并重新启动服务器。 然后，某些服务器平台取消映射 NVDIMM，以阻止操作系统访问相应平台，并可能会引起其他计算机检查。 如果 BIOS 检测到 NVDIMM N 已失败并且需要更换，这种情况同样也可能发生。 |
| 常规特性 | NVDIMM-N 显示为未初始化、容量为 0 字节，并且无法读取或写入。 |
| 存储空间性能 | 存储空间仍可运行（前提是只有 1 个 NVDIMM N 受影响）。 NVDIMM-N PhysicalDisk 对象的“运行状况状态”显示为“警告”和“通用物理磁盘” |
| 详细信息 | PhysicalDisk 对象的 OperationalStatus 字段。 EventLog – Microsoft-Windows-ScmDisk0101/Operational |
| 要执行的操作 | NVDIMM-N 设备必须经过替换或净化，以便服务器平台将其再次公开给主机操作系统。 建议替换设备，因为可能会发生其他无法纠正的错误。 使用 Add-physicaldisk cmdlet 可以将替换设备添加到存储空间配置。 |
重启后，NVDIMM-N 显示为 RAW 或空磁盘
这种情况即：检查存储类内存设备的运行状况时，发现“运行状况状态”显示为“不正常”，“操作状态”显示为“无法识别的元数据”，如此示例输出中所示：
| SerialNumber | HealthStatus | OperationalStatus | OperationalDetails |
|---|---|---|---|
| 802c-01-1602-117cb5fc | 正常 | 确定 | {未知} |
| 802c-01-1602-117cb64f | 不正常 | {无法识别的元数据, 元数据已过时} | {未知} |
下表列出了一些有关这种情况的信息。
| 方位 | 说明 |
|---|---|
| 可能的情况 | 备份/还原失败 |
| 根本原因 | 备份或还原过程失败可能会导致 NVDIMM-N 上的所有数据丢失。 加载操作系统时，它将显示为一个没有分区或文件系统的全新 NVDIMM-N 并呈现为 RAW，这意味着它不具有文件系统。 |
| 常规特性 | NVDIMM-N 将处于只读模式。 执行显式用户操作才能再次使用。 |
| 存储空间性能 | 如果只有一个 NVDIMM 受到影响，那么存储空间仍可以运行。 NVDIMM-N 物理磁盘对象的运行状况状态将显示为“不正常”，无法用于存储空间。 |
| 详细信息 | PhysicalDisk 对象的 OperationalStatus 字段。 EventLog – Microsoft-Windows-ScmDisk0101/Operational |
| 要执行的操作 | 如果用户不想替换受影响的设备，他们可以使用 Reset-PhysicalDisk cmdlet 清除受影响的 NVDIMM-N 上的只读条件。 在存储空间环境中，这也会尝试将 NVDIMM-N 重新集成到存储空间并启动修复进程。 |
交错的集合
交错的集合通常在平台的 BIOS 中创建，使多个 NVDIMM-N 设备显示为主机操作系统的单个设备。
Windows Server 2016 和 Windows 10 Anniversary Edition 不支持 NVDIMM-N 的交错的集合。
在撰写本文时，没有主机操作系统在这种集合中正确识别单个 NVDIMM-N、清楚地告知用户哪个特定设备可能导致错误或需要进行维修的机制。