Oracle Database 12c In-Memory Option

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Ileana Someşan Senior Systemberaterin Core Technology

Oracle Database In-Memory Option Überblick


Ileana Someşan

Oracle Deutschland B.V. & Co. KG

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500+ neue Features in allen Kernbereichen

Oracle Database 12c

Security & Compliance

Big Data

Konsolidierung

Optimierte Datenspeicherung

Anwendungsentwicklung

Hochverfügbarkeit

In-Memory

Performance & Skalierbarkeit

Data Warehousing

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• 12.1.0.1 seit 2013

– Linux x86-64: SLES, RHEL, Oracle Linux

– Solaris auf x86-64

– Solaris auf SPARC

– Windows x64

– IBM AIX auf Power 64-Bit

– IBM Linux auf System z

– HP-UX Itanium

• 12.1.0.2 seit 2014

– Linux x86-64: SLES, RHEL, Oracle Linux

– Solaris auf x86-64

– Solaris auf SPARC

Weitere Plattformen folgen

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Oracle Database 12c Das neue Hauptrelease der Oracle DB


2 neue DB-Optionen

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Oracle Database 12c Produktfamilie

Online Analytical Processing

Partitioning

RAC One Node

Multitenant (seit 12.1.0.1)

Real Application Testing (RAT)

Spatial and Graph

Real Application Clusters (RAC)

Advanced Analytics

Advanced Compression (ACO)

Advanced Security (ASO)

Active Data Guard (ADG)

In-Memory Database Cache

Label Security

Database Vault

In-Memory Option (seit 12.1.0.2)

+ Sehr viele neue Features in allen Optionen / Management Packs

Optionen Management Packs

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Tuning Pack

DB Lifecycle Management Pack

Cloud Management Pack

Diagnostics Pack

Data Masking and Subsetting


Agenda

Überblick Oracle Database In-Memory

Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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Agenda


Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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• Analysen/Reports dauern lange

• Auswertungen in der operativen Datenbank (z.B. ERP) haben negative Auswirkungen auf die Anwendungsperformance

• Auswertungen im Data Warehouse sind nicht aktuell, sondern vom Zeitpunkt der letzten Befüllung

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Problemstellung


Die Hauptspeicherkosten sinken alle 12 Monate um 30%

Performance-Unterschied zwischen Festplatte und Hauptspeicher

Enterprise-Server werden mit 128 GB – 1 TB Hauptspeicher bereitgestellt

In-Memory wird eine bahnbrechende Auswirkung auf Unternehmen haben: Benutzererwartung, Anwendungsdesign, Produkte, Architekturen, ...

Aktueller IT-Trend: In-Memory

1000%

Donald Feinberg, Gartner

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• Eine Erweiterung der Oracle Datenbank

– Verfügbar ab Version 12.1.0.2

– Auf allen Hardware-Plattformen, auf denen die Oracle DB zertifiziert ist

• Neue Möglichkeit der Speicherung und Verarbeitung der Daten

– Ziel: Daten in Echtzeit durchsuchen und analysieren

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Oracle In-Memory Option ist...


• Starke Beschleunigung des Reportings

– Faktor 100

– Ergebnisse innerhalb von Sekunden

• Im Data Warehouse oder direkt in der operativen Datenbank (OLTP)

– Keine Voraggregation der Daten

– Aktuelle Ergebnisse

• Sehr einfache Implementierung

• Keine Applikationsänderungen

• Nahtlose Integration mit allen bestehenden Oracle DB-Technologien

• Performancesteigerung für alle Applikationen (analytisch, transaktional)

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Oracle In-Memory Option Vorteile


Agenda


Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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Ansätze bei der Datenspeicherung

Zeilenformat

Effizient für Transaktionen

– Insert-/Update-/Delete-Operationen (OLTP, z.B. ERP) – Zugriff auf viele Spalten, wenige Zeilen – Standardformat bei relationalen Datenbanken

Spaltenformat

Effizient für Auswertungen

– Abfragen/Aggregationen (DWH, BI) – Zugriff auf viele Zeilen, wenige Spalten – Nischenformat

Bis jetzt: Entscheidung für eins der beiden Formate und Performance-Einbußen


• Duale Repräsentation der Daten im Hauptspeicher

– Im Zeilenformat, für Transaktionen

– Spaltenformat, für analytische Abfragen

• Auf Festplatte: rein zeilenbasierte Repräsentation

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Oracle Database In-Memory Option Das Beste aus beiden Welten, ohne Kompromisse

Hauptspeicher, (System Global Area)

Zeilenformat

Buffer Cache

Festplatte

Zeilenformat

SALES

In Memory Column Store

SALES

Spaltenformat


• Der DBA konfiguriert Datenbankobjekte als In-Memory-Objekte

– Einzelne Spalten, Tabellen, Partitionen, Tablespaces, Materialized Views

• In-Memory-Objekte werden in den In-Memory Column Store geladen

– Neuer Hauptspeicherbereich, spaltenbasiert

– Das Laden erfolgt durch Hintergrundprozesse

– Die DB ist während des Ladevorgangs aktiv

• In-Memory-Objekte können auch im Buffer Cache vorliegen

– Traditioneller Hauptspeicherbereich für Oracle-Objekte, zeilenbasiert

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In-Memory Spaltentechnologie


• Der Oracle Optimizer entscheidet automatisch, welcher Speicherbereich für die SQL-Ausführung genutzt wird

– Column Store für analytische Abfragen

– Buffer Cache für Änderungsoperationen

• Die DB sorgt automatisch für die transaktionale Konsistenz der beiden Datenrepräsentationen

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SQL-Ausführung


Agenda


Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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• Wird mit der Oracle DB automatisch installiert

– Ist zunächst inaktiv

• Aktivierung

– Größe des In-Memory Column Stores konfigurieren

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Installation

alter system set inmemory_size = XXX G scope=spfile;

shutdown immediate;

startup;


• In-Memory-Option auf Objektebene einschalten

• Der Oracle Optimizer nutzt den In-Memory Column Store automatisch

• Welche Objekte befinden sich im In-Memory Column Store?

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Nutzung

create table XXX … inmemory;

alter table XXX … inmemory;

select v.owner, v.segment_name from v$im_segments;


• Automatische Datenkomprimierung beim Laden in den In-Memory Column Store

• Verschiedene Komprimierungsverfahren

• Sehr hohe Kompressionsraten: 2-20x

• Abfragen direkt auf komprimierten Daten

Zur optimalen Nutzung des Hauptspeichers

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Komprimierung

memcompress = for dml

for query low | high

for capacity low | high


Agenda


Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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• Kein HW-Wechsel erforderlich

• Läuft auf jeder Hardwareplattform, auf der die Oracle DB 12c zertifiziert ist

– Keine Datenmigration

• Je größer der In-Memory Column Store, desto mehr Daten können davon profitieren

• Oracle Plattformen

– Oracle Exadata

– Oracle Big Memory Machine

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Plattformunabhängig


• Jede Applikation kann die In-Memory Funktionalität sofort nutzen

– Einfache Aktivierung/Deaktivierung auf DB-Ebene

• Der In-Memory Column Store ist ein Bestandteil der Oracle Datenbank

– Kompatibel mit allen bestehenden DB-Technologien (RAC, Data Guard, Advanced Security, ...)

– Alle Betriebsprozesse bleiben erhalten

Investitionsschutz

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Keine Applikationsänderung


• Nur performancekritische/aktiv genutzte Tabellen werden in den Hauptspeicher geladen

– Nicht die gesamte DB!

• Mehrstufiges Speichermodell

– Daten liegen auf unterschiedlichen Storage-Ebenen, optimiert für das Nutzungsmuster

– Eine SQL-Abfrage kann auf alle Daten transparent zugreifen

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Nur „heiße“ Daten im Hauptspeicher

Kostengünstiger Storage

SSD

DRAM

Kalte Daten - Alte/historische Daten

Heiße Daten - Häufiger Zugriff

Warme Daten - Aktive Daten, selten verändert


• Aktuelle Prozessoren verfügen über SIMD- Erweiterungen

– Single Instruction Multiple Data

– parallele Verarbeitung von Vektordaten

– Eine Rechenoperation kann auf mehreren Spaltendaten gleichzeitig ausgeführt werden

• Das spaltenbasierte Format kann besonders effizient verarbeitet werden

– Milliarden von Datensätzen / Sekunde / CPU Kern

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Geeignet für aktuelle Prozessorgenerationen

Vek

tor

Reg

iste

r Lade Werte mehrerer Bundes- länder

Vergleich aller Werte in einem CPU-Zyklus

CPU

Arbeitsspeicher R

EGIO

N

NRW

NRW

NRW

NRW

z.B.: Gesamtumsatz in NRW dieses Jahr

> 100x Schneller


• Reporting auf operativen Daten erfordert spezielle Indizes

– Indizes müssen bei jeder Datenänderung aktualisiert werden zusätzlicher I/O, Performance-Verschlechterung

• Jetzt: analytische Indizes können zugunsten der In-Memory Option entfernt werden

Schnelleres OLTP

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Positiver Effekt auf die OLTP-Performance

Analytische Indizes In-Memory Column Store


• Jede DB-Instanz hat ihren eigenen In-Memory Column Store

• Eine Tabelle kann in mehreren Column Stores (als Kopie) vorliegen

• Vorteile:

– Parallelisierung der Abfragen

– Bei Ausfall einer DB-Instanz: Nutzung eines anderen Column Stores

• Fehlertoleranter In-Memory Col. Store

– Nur auf Exadata/SPARC Supercluster verfügbar

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Fehlertoleranz & horizontale Skalierung im RAC

RAC


• Im Oracle Kernel integriert

• Bestandteil des Oracle Ökosystems

• Sehr einfache Aktivierung / Deaktivierung

• Extreme Beschleunigung des Reportings im analytischen und im transaktionalen Umfeld

• Kombination aus Spalten- und Zeilenformat

– In-Memory Spaltenformat für Hochgeschwindigkeits-Analysen

– In-Memory Zeilenformat für Hochgeschwindigigkeits-Transaktionen

• Auch für SAP geplant

Oracle Database In-Memory Option

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Zusammenfassung

Schnellere Entscheidungen auf Basis aktueller Daten, jederzeit


Agenda


Technologie

Konfiguration

Vorteile

Weitere Infos

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• Oracle Einstiegsseite

– Link

• OTN

– Link

• White Paper

– Link

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Links

http://www.oracle.com/us/corporate/features/database-in-memory-option/index.html

http://www.oracle.com/us/products/database/options/database-in-memory/overview/index.html

http://www.oracle.com/technetwork/database/in-memory/overview/twp-oracle-database-in-memory-2245633.html?ssSourceSiteId=ocomen


Danke! Fragen?

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