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Erfordern In-Memory-Datenbanken NVDIMM oder NVMe?

Festplatten oder Solid-State Disks können mit der Geschwindigkeit von In-Memory-Datenbanken nicht mithalten. Sinnvolle Alternativen sind NVDIMM oder NVMe.

In-Memory-Datenbanken eröffnen neue Dimensionen, aber wie sieht es mit Storage im Backend aus? Jedenfalls benötigen In-Memory-Datenbanken ständiges Speichern im Hintergrund. Das Design dieser Architektur ist aufwendig, aber für Administratoren gibt es verschiedene Optionen.

Es gibt zwei Arten von In-Memory-Datenbanken: Die einen speichern nie etwas, die anderen schreiben immer ein Update auf persistenten Speicher.

Herkömmliche Cluster-Architekturen auf RAID-Basis mit 60 bis 120 Festplatten können mit den Transaktionsgeschwindigkeiten von In-Memory-Datenbanken nicht mithalten. Was soll ein Administrator also tun?

Alle möglichen Lösungswege kosten mehr als die bisherigen Festplatten, reduzieren aber die Anzahl der Server. Außerdem reduziert sehr schneller Speicher die Gesamtbetriebskosten.

Speicher für In-Memory  

Es funktioniert nicht, im RAID einfach nur die Festplatten durch Solid-State Disks (SSD) zu ersetzen. RAID Arrays haben Bandbreitenbegrenzungen und 60 SSDs, selbst mit niedrigen Geschwindigkeiten würden diese überstrapazieren. Was dagegen gut funktioniert, sind hyperkonvergente Infrastrukturen mit schnellen NVMe-Laufwerken (Non-Volatile Memory Express), auf die lokal im Host Server zugegriffen werden kann oder über Remote Direct Memory Access (RDMA) im Cluster.

Der Wunsch nach unterbrechungsfreiem Betrieb und Widerstandsfähigkeit macht es zwingend erforderlich, dass sich der persistente Speicher auf einem anderen Knoten befindet, wenn die In-Memory-Datenbank ausfällt. Dies erfordert Schreibvorgänge über RDMA auf die Laufwerke eines anderen Servers.

Die Einrichtung von Journal-Storage kann die Architektur vereinfachen und reduziert die Transaktionszeiten. Allerdings muss man dann akzeptieren, dass in einem kleinen Zeitfenster Transaktionen verloren gehen können.

Non-Volatile Dual In-line Memory Module (NVDIMM) bieten gegenüber NVMe einen erheblichen Geschwindigkeitsvorteil. NVDIMM erweitert den Hauptspeicher, kostet aber auch mehr als NVMe. NVDIMM kann wie DRAM als gemeinsame Speicherressource dem gesamten Cluster zur Verfügung gestellt werden. Außerdem ist das auf Byte-Ebene adressierbare RDMA von NVDIMM erheblich schneller als das RDMA von NVMe, das in Blöcken von 4 Kilobyte angesprochen wird.

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Artikel wurde zuletzt im September 2017 aktualisiert

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