Tech-Preview: Ingres mit VectorWise zehnmal schneller

it dem Ingres-VectorWise-Projekt will der Datenbankspezialist Ingres die Möglichkeiten aktueller Computerhardware ausschöpfen und die Geschwindigkeit von Datenbank-Management-Systemen drastisch erhöhen. Bis zu zehnmal schneller als herkömmliche Systeme soll Ingres-VectorWise sein. Zusammen mit VectorWise und Intel arbeitet Ingres an neuer Technik für Datenbank-Management-Systeme. VectorWise ist eine Ausgründung des CWI Amsterdam, einem Forschungsinstitut für Mathematik und Informatik. Gemeinsam wollen die drei Unternehmen eine Datenbank-Engine entwickeln, die das Leistungspotenzial moderner Prozessoren und Storage-Hardware ausschöpft.

Die neue Engine soll beispielsweise von Prozessorfunktionen wie SSE, Out of Order Execution, Chip-Multithreading und immer größer werdenden L2- und L3-Caches profitieren. Als Basis kommt die von VectorWiese entwickelte X100 Engine zum Einsatz.

Die Geschwindigkeit der neuen Engine versucht Ingres anhand einer beispielhaften Abfrage deutlich zu machen. Die Anfrage bildet vier Summen und vier Durchschnittswerte, zählt und enthält zwei Multiplikationen sowie zwei Additionen und zwei Subtraktionen auf 6 Millionen Datensätzen und umfasst insgesamt 120 Millionen einfache Rechenoperationen. Ingres 9.0 benötigt dafür auf einer nicht näher genannten 2,8-GHz-CPU rund 16,5 Sekunden, VectorWise 0,206 Sekunden. Noch schneller ist ein handeschriebenes C++-Programm, das die Aufgabe in 0,040 Sekunden abarbeitet.

Möglich werde dies durch eine vektorisierte Ausführung und In-Cache-Verarbeitung. Die Aufgaben werden nicht in einzelnen Tupeln durch die Pipeline geschleust, sondern in Form ganzer Vektoren von Daten. Zudem werden die Berechnungen fast komplett im CPU-Cache abgewickelt.

Ein ColumnBM genannter Storage-Manager soll für hohe Bandbreiten beim Zugriff auf große Datenmengen auf Festplatten sorgen: Er nutzt dazu unter anderem eine schnelle Kompression und neue Clustertechniken. Ein modernes System mit einer 4 GHz schnellen CPU soll so Daten mit rund 1 GByte/s pro Kern verarbeiten können.

Ingres spricht von einer rund zehnmal höheren Geschwindigkeit im Vergleich zu seiner heutigen Datenbank, die Ingres VectorWise auf modernen Xeon-Systemen erreichen soll.

Einige wenige Details zu Ingres VeectorWise gibt es unter ingres.com/vectorwise.

Wann die Technik in Produkten Einzug halten soll, ist noch offen.

Ingres VectorWise-Projekt

Das Ingres VectorWise-Projekt bietet eine Datenbanktechnologie, mit der sich Entwickler den rasanten Fortschritt moderner Prozessor- und Speicherhardware zunutze machen können. Dabei sind die aktuellen Entwicklungen als entscheidende Vorstufe für die Geschäftssoftware und die Datenbanktechnologien der Zukunft zu sehen. Mit der VectorWise-Technologie für das Datenbankmanagement können Unternehmen ihren Datenbestand sehr viel kosteneffektiver verwalten und bei Bedarf die Workload ihrer Datenbanken steigern. Auch umfangreiche Analyseaufgaben können mit VectorWise jetzt schneller bewältigt werden. Erste Ergebnisse zeigen, dass Ingres VectorWise die Performance um den Faktor 10 erhöht.

"Mit dieser Technologie können CFOs ganz einfach mehrere hundert Millionen von Geschäftstransaktionen innerhalb von Sekunden analysieren - auch auf einem Laptop!", schildert Ingres-CEO Roger Burkhardt die Vorzüge der neuen Technologie. "Die Möglichkeit, in umgehend tiefe Einblicke in detaillierte Geschäftsdaten zu erhalten, ermöglicht Unternehmensleiter, jederzeit und überall präzise Geschäftsentscheidungen treffen zu können."

Die traditionelle Business- und Infrastruktur-Software konnte mit der rapiden Weiterentwicklung der Chip- und Speichertechnologie lange nicht Schritt halten. Aus diesem Grund laufen viele Anwendungen sehr viel langsamer, als sie eigentlich müssten. Mit dem Ingres VectorWise-Projekt können Anwendungen dagegen das Maximum aus modernen Chipmodulen herausholen und verarbeiten Geschäftsdaten rasant schnell. Das geglückte Zusammenspiel aus Open Source-Software und vergleichsweise preisgünstigem Hardwareserver macht diesen Performance-Gewinn zu einer attraktiven Option für kostenbewusste Unternehmen.

"Durch seine Kooperation mit etablierten Anbietern von Unternehmenssoftware und innovativen Startups erreicht Intel, dass Geschäftsanwendungen auf Systemen mit Intel-Prozessor ihre volle Leistungskraft entfalten", so Kumar Balasubramanian, Senior Director, Software and Services Group, Intel Corporation. "Das VectorWise-Projekt und die daraus resultierende neue Software in Verbindung mit dem Intel Xeon-Prozessor der Serie 5500 und der neuen Intel-Mikroarchitektur ermöglichen eine unglaubliche Performance bei der Datenanalyse und senken gleichzeitig die TCO für die Unternehmen. Wir freuen uns sehr, als erstes Unternehmen das Potenzial dieses Projekts unter Beweis stellen zu können. Die Open Source-Datenbank von Ingres ist der ideale Kandidat hierfür."

Weitere Informationen zum Ingres VectorWise-Projekt Mit dem Ingres VectorWise-Projekt sollte zunächst die Leistung von Datenbanksystemen um eine Zehnerpotenz gesteigert werden, um so die Effizienzlücke zwischen Datenbanken und Lösungen mit Spezialanwendungen zu schließen. Erreicht wurde dies durch eine komplette Überarbeitung der Datenbankarchitektur, die nun neueste Hardwaretechnologien von führenden Anbietern wie Intel nutzt. Das Ergebnis dieser Überarbeitung - ein innovativer Datenbank-Kernel - wird mit der branchenführenden relationalen Open Source-Datenbank von Ingres kombiniert.

"Wir sind sicher, dass aus dieser fruchtbaren Zusammenarbeit auch in Zukunft leistungsfähige Ingres-Lösungen hervorgehen werden, die unsere Technologie kompromisslos und ohne Wenn und Aber auf den Markt bringen. Das Geschäftsmodell von Ingres garantiert fortlaufende Innovationen", lobt Peter Boncz, CWI-Wissenschaftler und Mitbegründer von VectorWise. "Bei VectorWise dreht sich alles um die grundlegende Überarbeitung der Datenbanktechnologie und ihre Anpassung an moderne Hardware. Daher war es uns eine Ehre, mit einem Unternehmen wie Intel zusammenzuarbeiten."

Resultate des Ingres VectorWise-Projekts In intensiver Zusammenarbeit mit Intel evaluierte das Ingres VectorWise- Projektteam die Datenbankleistung auf der neuen Intel Xeon 5500-Plattform. Die Ergebnisse des Projekts zeigten, dass die neue Technologie dramatische Kostensenkungen und Performance-Gewinne erbrachte: Nahezu eine 80fach höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit bei Anfragen, die sich am Q1- Anfrageschema des TPC-H3-Benchmark orientierten und auf Systemen mit einem Intel Xeon-Prozessor der Serie 5500 ausgeführt wurden.    (af)