TU Darmstadt / ULB / TUprints

Impact of new storage technologies on an OLTP DBMS, its architecture and algorithms.

Gottstein, Robert :
Impact of new storage technologies on an OLTP DBMS, its architecture and algorithms.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2016)

[img]
Preview
Text
Disserstation Gottstein - ULB.pdf - Accepted Version
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No-derivatives 3.0 de.

Download (12MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Impact of new storage technologies on an OLTP DBMS, its architecture and algorithms.
Language: English
Abstract:

New developments in hardware storage technology introduce fundamentally different performance characteristics and device properties. Storage technologies such as Flash and Non Volatile Memories (NVMs) are asymmetric in terms of their read and write performance, they read much faster than they write. Modern DBMSs are not aware of the underlying asymmetric storage technologies. They are well-developed systems and in principle capable of working with asymmetric storage technologies as a mere replacement, yet they fail to exploit their key properties. Huge performance potential is lying idle and durability of the storage media is shortened which ultimately leads to higher costs. This work is a remedy for those shortcomings, making the DBMS aware of the underlying asymmetric Flash storage and questioning existing multi-version DBMS (MV-DBMS) architecture, algorithms and optimizations. We exploit the performance potential of the asymmetric Flash storage and increase its durability. A re-evaluation and redesign of components within the DBMS is necessary, inevitably leading to a redesign of the whole DBMS. Without such a redesign, the DBMS software stack will become the new I/O bottleneck. The combination of the MV-DBMS, multi-versioning concurrency control (MVCC) and append/log-based storage management (LbSM) on Flash storage delivers optimal performance figures which are needed to satisfy the urgent demand in scalable performance for modern DBMSs.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Neue Entwicklungen im Bereich der Speichertechnologien führen fundamentale Unterschiede der Leistungscharakteristiken und Geräteeigenschaften ein. Speichertechnologien wie Flash und Non Volatile Memories (NVMs) sind asymmetrisch bezüglich ihrer Lese- und Schreibgeschwindigkeit, sie lesen schneller als sie schreiben. Moderne Datenbanksysteme (DBMS) sind nicht auf die neuen Speichertechnologien vorbereitet. Sie sind hochentwickelte Systeme und sind im Prinzip mit den asymmetrischen Speichertechnologien kompatibel, jedoch können sie die neuen Speichertechnologien nicht optimal nutzen wenn diese lediglich die traditionellen Speichertechnologien ersetzen. Leistungspotential bleibt ungenutzt und die Lebensdauer der Speichermedien wird verkürzt, was letztendlich zu höheren Kosten führt. Diese Arbeit stellt eine Abhilfe für diese Mängel dar und optimiert die Architektur und Algorithmen des Datenbanksystems für asymmetrische Speichertechnologien. Das Leistungspotential der asymmetrischen Speicher wird ausgenutzt und die Lebensdauer erhöht. Eine Re-evaluation und ein Neuentwurf der integralen Komponenten des Datenbanksystems ist notwendig und erfordert letztendlich einen Neuentwurf des gesamten Datenbanksystems. Ohne einen neuen Entwurf wird der Software Stack zum neuen I/O Flaschenhals. Die Kombination eines multi-versionierten Datenbanksystems, multi-versionierter Nebenläufigkeitskontrolle und append/log-basiertem Speichermanagement auf Flash Speichern liefert optimale Leistungskennzahlen welche benötigt werden um die dringende Nachfrage nach skalierbarer Leistung moderner Datenbanksysteme zu befriedigen.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: 20 Department of Computer Science > Databases and Distributed Systems
Date Deposited: 05 Apr 2016 06:56
Last Modified: 05 Apr 2016 06:56
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-53729
Referees: Buchmann, Prof. Alejandro and Petrov, Prof. Ilia
Refereed: 23 March 2016
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5372
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year