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01 Jun 2015

Benchmark-Report belegt: Flash-Speicher beschleunigt MaxDB-Abfragen um mehr als das Zehnfache

Dass sich die Query-Performance von relationalen Datenbankmanagementsystemen durch den Einsatz von Solid State Disks (SSD) spürbar verbessern lässt, ist ein bekanntes Phänomen. Grund hierfür ist die signifikant geringere Latenzzeit von Flash-Speicher gegenüber mechanischen HDDs, die bis zu hundertmal höhere IOPS-Werte erlaubt. Von diesem Faktor profitiert SAP MaxDB weit mehr als andere Datenbanken, weil das DBMS aufgrund seiner Architekturmerkmale Direktzugriffe gegenüber sequenziellem Lesen favorisiert. Dieser Vorteil manifestiert sich umso stärker, je weniger Daten aus dem Cache gelesen werden können und stattdessen vom Massenspeicher geholt werden müssen. Bespielsweise bei komplexen Abfragen, die Table-Scans erfordern, oder Hilfsprogrammen, die große Teile einer Datenbank lesen müssen. Der Benchmark-Report dokumentiert das Ergebnis eines Vergleichstests, bei dem die Performance der aktuellen Version von SAP MaxDB (V 7.9) auf einem HDD- und einem SSD-basierenden Server verglichen wurde. Als SSD-System kam das kleinste Modell der SAP MaxDB Flashbox Server von Hewlett-Packard zum Einsatz.

Im Vergleich: HDD- versus SSD-basierender Server
Als HDD-System für die Ermittlung der Baseline-Werte wurde ein Entwicklungsrechner von Infolytics genutzt (Baujahr 2013), der mit den schnellsten verfügbaren HDDs ausgestattet war (15.000 RPM). Im Unterschied dazu war der vermessene Server der Baureihe HP ProLiant DL380 Gen 9 in der für den Betrieb mit SAP MaxDB ausgelegten Flashbox-Konfiguration ausschließlich mit SSDs bestückt.

Decision-Support-Benchmark TPC-H
Weil der zu erwartende Beschleunigungseffekt bei komplexen Abfragen mit großen Datenmengen am größten ist, wurde eine Decision-Support-orientierte Test-Suite für den Vergleich herangezogen: Der TPC-H-Benchmark des herstellerübergreifenden Konsortiums Transaction Processing Performance Council (www.tpc.org). Er ist ein standardisierter Leistungstests für Datenbankmanagementsysteme mit Fokus auf Decision-Support-Systeme, die große Datenmengen abrufen und hochgradig komplexe Queries bewältigen. Im Rahmen der Test-Suite wird eine Reihe von Adhoc-Abfragen gegen acht Datenbanktabellen ausgeführt, die in der Benchmark-Konfiguration mit insgesamt 250 GB Daten befüllt waren.

Durchschnittlicher Beschleunigungsfaktor: 16,5
Die jeweils gemessene Laufzeit für die 19 ausgeführten Queries lassen sich in dem Schaubild ablesen. Die Werte in der Spalte Beschleunigungsfaktor zeigen, um wie viel schneller die jeweilige Abfrage auf der Flashbox ausgeführt wurde. Wie der Tabelle zu entnehmen ist, laufen die Abfragen wenigstens um das 3,4-fache schneller, in fünf Fällen sogar um mehr als das 20-fache. Der Mittelwert des Beschleunigungsfaktors beträgt beeindruckende 16,5. Auch für die Administrationswerkzeuge Backup und Restore verkürzten sich die Laufzeiten auf weniger als ein Drittel bzw. die Hälfte gegenüber dem HDD-basierenden Server. Das Standard-Utility CHECK DATA lief sogar über 30-mal schneller.

Fazit
Die begründete Annahme, dass Flash-Speicher gegenüber mechanischen HDDs vor allem beim sequenziellen Lesen einen erheblichen Performance-Vorteil bringt, konnte durch den Vergleichstest eindrucksvoll belegt werden. Anwender von SAP MaxDB können durch den Wechsel zu einem SSD-basierenden Server signifikant kürzere Antwortzeiten bei Decision-Support-orientierten Anwendungen erwarten und mindestens eine Laufzeithalbierung bei der Ausführung von DBA-Utilities.

Technische Daten der vermessenen Server
Als Referenzpunkt für den Benchmark diente ein Noname-Server, der den Stand der Technik von 2013 repräsentiert. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist der verwendete Massenspeicher: Auf der einen Seite Highend-HDDs, auf der anderen Seite SSDs.

Noname Server Flashbox Small (HP ProLiant DL380 Gen 9)
Rechenleistung Intel® Xeon® E5-2665 / 2,4 GHz / 8 Kerne Intel® Xeon® E5-2637v3 / 3,5 GHz / 4 Kerne
Hauptspeicher 64 GB DDR3 1.667 MHz 64 GB DDR4 2.133 MHz
Massenspeicher 4 × 300 GB Hitachi Ultrastar 15K600, SAS II 2 × 120 GB SSD (6G) / 2 × 200 GB SSD (12G)

 

Die detaillierten Benchmark-Ergebnisse für alle Queries finden Sie im PDF-Dokument:
Infolytics SAP MaxDB Benchmark-Report Flashbox Icon


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