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Senior Systemberaterin Core Technology 
Oracle Database In-Memory Option 
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Oracle Deutschland B.V. & Co. KG 
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500+ neue Features in allen Kernbereichen 
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Optimierte Datenspeicherung 
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In-Memory 
Performance & Skalierbarkeit 
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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 
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•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
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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
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Die Hauptspeicherkosten sinken alle 12 Monate um 30% 
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•Eine Erweiterung der Oracle Datenbank 
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–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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11 
Oracle In-Memory Option ist...
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•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 
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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
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•Duale Repräsentation der Daten im Hauptspeicher 
–Im Zeilenformat, für Transaktionen 
–Im 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
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•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
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•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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•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;
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•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;
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•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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•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
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•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
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•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
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•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
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•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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27 
Positiver Effekt auf die OLTP-Performance 
Analytische Indizes 
In-Memory 
Column Store
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•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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28 
Fehlertoleranz & horizontale Skalierung 
im RAC 
RAC
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•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
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Oracle Database 12c In-Memory Option

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Oracle Database 12c In-Memory Option

  • 1. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Ileana Someşan Senior Systemberaterin Core Technology Oracle Database In-Memory Option Überblick
  • 2. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Ileana Someşan Oracle Deutschland B.V. & Co. KG ileana.somesan@oracle.com http://de.slideshare.net/somesan Ileana Someşan 3
  • 3. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | 500+ neue Features in allen Kernbereichen Oracle Database 12c Security & Compliance Big Data Konsolidierung Optimierte Datenspeicherung Anwendungsentwicklung Hochverfügbarkeit In-Memory Performance & Skalierbarkeit Data Warehousing Ileana Someşan 4
  • 4. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 5 Oracle Database 12c Das neue Hauptrelease der Oracle DB
  • 5. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | 2 neue DB-Optionen 6 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 Ileana Someşan Tuning Pack DB Lifecycle Management Pack Cloud Management Pack Diagnostics Pack Data Masking and Subsetting
  • 6. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 7 1 2 3 4 5
  • 7. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 8 1 2 3 4 5
  • 8. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 9 Problemstellung
  • 9. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | 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 Ileana Someşan 10
  • 10. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 11 Oracle In-Memory Option ist...
  • 11. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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) Ileana Someşan 12 Oracle In-Memory Option Vorteile
  • 12. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 13 1 2 3 4 5
  • 13. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Ileana Someşan 14 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
  • 14. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •Duale Repräsentation der Daten im Hauptspeicher –Im Zeilenformat, für Transaktionen –Im Spaltenformat, für analytische Abfragen •Auf Festplatte: rein zeilenbasierte Repräsentation Ileana Someşan 15 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
  • 15. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 16 In-Memory Spaltentechnologie
  • 16. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 17 SQL-Ausführung
  • 17. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 18 1 2 3 4 5
  • 18. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •Wird mit der Oracle DB automatisch installiert –Ist zunächst inaktiv •Aktivierung – Größe des In-Memory Column Stores konfigurieren Ileana Someşan 19 Installation alter system set inmemory_size = XXX G scope=spfile; shutdown immediate; startup;
  • 19. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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? Ileana Someşan 20 Nutzung create table XXX … inmemory; alter table XXX … inmemory; select v.owner, v.segment_name from v$im_segments;
  • 20. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 21 Komprimierung memcompress = for dml for query low | high for capacity low | high
  • 21. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 22 1 2 3 4 5
  • 22. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 23 Plattformunabhängig
  • 23. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 24 Keine Applikationsänderung
  • 24. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 25 Nur „heiße“ Daten im Hauptspeicher Kostengünstiger Storage SSD DRAM Kalte Daten - Alte/historische Daten Heiße Daten - Häufiger Zugriff Warme Daten - Aktive Daten, selten verändert
  • 25. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 26 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
  • 26. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 27 Positiver Effekt auf die OLTP-Performance Analytische Indizes In-Memory Column Store
  • 27. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 28 Fehlertoleranz & horizontale Skalierung im RAC RAC
  • 28. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •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 Ileana Someşan 29 Zusammenfassung Schnellere Entscheidungen auf Basis aktueller Daten, jederzeit
  • 29. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Überblick Oracle Database In-Memory Technologie Konfiguration Vorteile Weitere Infos Ileana Someşan 30 1 2 3 4 5
  • 30. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | •Oracle Einstiegsseite –Link •OTN –Link •White Paper –Link Ileana Someşan 31 Links
  • 31. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Danke! Fragen? Ileana Someşan 32
  • 32. Copyright © 2014 Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Ileana Someşan 33