Datenbanken: Ingres mit VectorWise zehnmal schneller

Neue Datenbank-Engine soll Potenzial moderner Hardware ausschöpfen

Mit 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.

Artikel veröffentlicht am 29. Juli 2009, 13:09 Uhr, Jens Ihlenfeld

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.