[技術解説]

カラム圧縮がインメモリーDBの追い風に用途に応じて従来型と使い分けも

2013年5月30日(木)

インメモリー/カラム指向DBMSの将来動向 一般的に“枯れた”テクノロジー群で構成するDBMSの領域で、今まさに旬を迎えつつあるのが「インメモリー技術」だ。必ずしも新しい技術ではないが、インメモリー技術と相性のよいカラム指向DBMSが登場したことで関心度は増している。これらテクノロジーの技術的背景と将来動向について考察する。

データの記憶媒体には、読み書き性能差の異なるものが様々ある(図2-1)。これらテクノロジーを組み合わせ、システムとして最適な価格性能比を得ることが、ハードウェアとソフトウェアのアーキテクチャ設計者の重要な課題である。特にデータベースマネジメントシステム(DBMS)の設計者は、メインメモリーとディスク間の速度差を考慮することが重要だ。

図2-1 システム設計には性能の異なる記憶媒体を組み合わせて最適化することが必要
図2-1 システム設計には性能の異なる記憶媒体を組み合わせて最適化することが必要

この難しさを感覚的に理解するために例えを使ってみよう。今日のメインメモリーのアクセス速度は数十ナノ秒の単位だ。これに対して、ディスクのアクセス速度は数十ミリ秒。その速度差は約100万倍である。メモリーをジェット機に例えるなら、ディスクはカタツムリということになる。DBMSの設計とは、ジェット機とカタツムリの間で速度の同期を取るようなものだ。ディスクの遅さを解消するのにSSDを用いるケースがあるが、それでもメインメモリーとの速度差は大きい。

コスト負担が軽減し大量データを展開可能なIMDB

両者の極端な速度差を解決するため、可能な限りディスクI/Oを減らすテクノロジーやイノベーションがこれまでに登場してきた。複雑なバッファプールの管理アルゴリズム、ページ単位のアクセス、ページ単位のロックなどだ。しかしどれも技術的前提は、メインメモリー上に全データを置くのはコスト面で非現実的で、データの主コピーはディスク上に置かなければならなかった。

こうした前提が今、当てはまらなくなりつつある。メモリーのコストが下がり、サーバーのメモリー搭載容量の増大により、多くのアプリケーションが扱うデータをメインメモリー上に格納できるようになったのだ。こうした経緯から注目を集めるのがインメモリーデータベース(以後、IMDB)である。ディスクにデータを置き、メモリーはバッファとして使うという従来の前提から離脱したテクノロジーだ。図2-1で示す階層の位置付けが1段階アップしたのである。

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