Neue Speichermedien für Datenbanken

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1 Projektpräsentation im Wahlmodul Datenbank Implementierungstechniken 10. Juli 2015

2 Inhalt 1 Flash Memory (SSD) vs. Main Memory (DRAM) 2 Auswirkungen auf DBS-System 3 Kennzahlen 4 Aspekte von Green IT 5 Quellen

3 Flash Memory (SSD) Merkmale keine beweglichen mechanischen Teile nicht flüchtiger Speicher schneller und energieeffizienter als HDDs Technisch EEPROM NAND / NOR 128KB Blöcke 2KB Pages

4 Flash Memory (SSD) Nachteile begrenzte Lebensdauer ca Schreibzyklen(SLC) hoher Preis Löschoperationen langsam gegenüber Lesen (2ms vs. 25 µs) Schreiben ist nur Blockweise möglich

5 Main Memory (DRAM) Merkmale keine beweglichen mechanischen Teile flüchtiger Speicher teurer und schneller als SSD Technisch Adressierung abhängig vom Bussystem Kondensator als speicherndes Grundelement Zugriff auf jede Speicherstelle möglich Speichererhaltung durch Refresh

6 Typische Speicherhierarchie 1 db/lehre/db2/2012/slides/teil1.pdf 1

7 SSD als Sekundärspeicher SSD als Sekundärspeicher Wear Leveling gleichmäßige Verteilung der Schreibvorgänge auf alle Blöcke dynnamisches/statisches Wear Leveling dynamisches WL verteilung von Schreibvorgängen auf Blöcke mit niedrigen Delete-Countern nur bei dynamischen Daten statische Daten bleiben unverändert

8 SSD als Sekundärspeicher SSD als Sekundärspeicher statisches WL Verteilung von Schreibvorgängen auf Blöcke mit niedrigen Delete-Countern Verschiebung von statischen Daten in oft genutzte Bereiche Performanceeinbußen Blockmanager vermeidet das Löschen von Blöcken Schreiben in leere Blöcke

9 SSD als Sekundärspeicher SSD als Sekundärspeicher klassische DBMS optimiert auf sequentielles Lesen nutzen den Vorteil von SSDs nicht aus Anpassungen Wear Leveling erzeugt Latenz Blockgröße von 32 KB wahlfreies Schreiben in der Größe beschränken

10 SSD als Sekundärspeicher SSD Vergleich

11 SSD als Sekundärspeicher SSD Anwendungsfälle SSD für Transaction Log Idee: geringe Schreiblatenz für Loggin nutzen only SSD-Systems SSD als schnellere Festplatte zusätzlicher Cache Oracle Exadata

12 In-Memory Datenbanken Vetreter SAP HANA SQLite MS SQL Server

13 In-Memory Datenbanken Merkmale DRAM als Datenspeicher extrem niedrige Zugriffszeiten teuerste Variante flüchtig alle Daten im RAM, keine I/O durch Nachladen von Pages Snapshots persistente Speicherung des DB-Zustandes geplante Abstände oder bei kontrolliertem Abschalten

14 In-Memory Datenbanken Merkmale Transaction Logs laufende Protokollierung der Änderungen zwischen Snapshots Rollforward nach Systemcrash Hochverfügbarkeit Replikationen Energiespeicher / nicht-flüchtiger RAM

15 3 Speichervarianten

16 Samsung Green IT servers

17 Samsung Green IT servers

18 Quellen dbst/material/ Sattler.pdf stavros/pubs/ssd sigmod09.pdf

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