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
ileana.somesan@oracle.com
http://de.slideshare.net/somesan
Ileana Someşan
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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
–Windows x64
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

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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
–Im Spaltenformat, für analytische Abfragen
•Auf Festplatte: rein zeilenbasierte Repräsentation
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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

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Technologie
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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

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Technologie
Konfiguration
Vorteile
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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
Vektor Register
Lade Werte mehrerer Bundes- länder
Vergleich aller Werte in einem CPU-Zyklus
CPU
Arbeitsspeicher
REGION
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
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Zusammenfassung
Schnellere Entscheidungen auf Basis aktueller Daten, jederzeit

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•Oracle Einstiegsseite
–Link
•OTN
–Link
•White Paper
–Link
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Links

Danke!
Fragen?
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