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01 | 2013 NEWS

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Ein Balanceakt

High Speed und High

High Speed und High Performance In-Memory Computing und der Wunsch nach Realtime- Datenverarbeitung in Höchstgeschwindigkeit von Markus Nicklas Innerhalb der Business-Intelligence-Community scheint sich derzeit alles um das Thema High Performance und Realtime zu drehen. Gerne und sehr häufig wird auch eine Verbindung zum Trendthema Big Data hergestellt: In Kombination ergibt sich also der Wunsch, bisher nie da gewesene Datenvolumina in bisher nicht erreichter (Echt-)Zeit analysieren zu können. Kein Hersteller erlaubt es sich, diesen Wunsch nicht in Form einer Produktkombination aus dem eigenen Portfolio bedienen zu können. Kern der angebotenen Lösungen sind herstellerübergreifend In-Memory-Datenbanken (IMDB). Eine besonders hohe Marktwahrnehmung genießt in diesem Umfeld aktuell SAP HANA. Viele assoziieren die Technologie direkt mit diesem Produkt, das 2012 den angesehenen deutschen Innovationspreis gewonnen hat. Weniger bekannt ist, dass die In-Memory- Datenbanktechnologie bereits 1984 beschrieben und auch in Form erster Produktprototypen realisiert wurde. Willkommen zurück in der Zukunft. 42 I NEWS 01/2013

Business t Financial Business Intelligence t Es drängen sich mehrere Fragen auf: > > Warum ist das Konzept der In-Memory-Datenbank so lange in Vergessenheit geraten, und wieso steht es nun wieder im Fokus des Interesses von Herstellern, Anwendern und auch Beratungshäusern? > > Welche Bestandteile der Renaissance sind tatsächlich originär, und worin bestehen Unterschiede der heutigen In-Memory-Konzepte gegenüber denen der 1980er-Jahre? > > Welche neuen Möglichkeiten schafft die Technologie für Anwender im Business-Intelligence-Umfeld, und wie können erste mögliche Schritte hin zur Nutzung dieser Potenziale aussehen? Zur Beantwortung dieser Fragen erfolgt zunächst eine kurze Betrachtung der technologischen Grundlage der In-Memory- Datenbanktechnologie. Bei einem In-Memory-Datenbanksystem werden Daten anders als bei konventionellen Systemen nicht auf Festplatte und partiell im Cache sondern vollständig zur Laufzeit im Hauptspeicher gehalten. Hierdurch werden Lese- und Zugriffsgeschwindigkeiten auf Daten ermöglicht, die jene aus optimierten konventionellen Systemen um zwei- bis dreistellige Faktoren übersteigen (vgl. Tabelle 1). Aktion Zugriff auf Hauptspeicher Benötigte Zeit 100 ns 1 MB sequenziell aus Hauptspeicher lesen 250.000 ns Zugriff auf Festplatte 5.000.000 ns 1 MB sequenziell von Festplatte lesen 30.000.000 ns Tabelle 1: Vergleich Zugriffs- und Lesezeiten Hauptspeicher und Festplatte In-Memory-Appliances Während sich die seit den 1980er-Jahren umgesetzten Verbesserungen an der Kerntechnologie, also der Datenhaltung zur Laufzeit im Hauptspeicher, auf Detailaspekte beschränken, haben sich neue und veränderte Rahmenbedingungen ergeben. Es wurden verbundene Konzepte und Technologien entwickelt, die das Interesse an der In-Memory-Technologie wieder erweckt haben und somit deren Renaissance maßgeblich tragen. Als jener Verbund an Konzepten werden am Markt In-Memory-Appliances von verschiedenen Herstellern angeboten. Diese umfassen im Wesentlichen drei Bestandteile. X64-Systemarchitektur Die 64-Bit-Systemarchitektur (x64) ermöglicht eine theoretische Adressierung von bis zu 16 Exabyte Hauptspeicher. Im Vergleich: Die vor der Jahrtausendwende verbreitete 32-Bit-Systemarchitektur (X86) konnte lediglich vier Gigabyte adressieren. Praktisch sind aktuell im High-End-Server-Bereich Systeme mit bis zu zwei Terabyte Speicher verfügbar – genug, um in zahlreichen Data-Warehouse-Szenarien den kompletten Datenbestand in den Speicher aufnehmen zu können. Durch Einbeziehen von Komprimierungsverfahren (siehe Punkt „Spaltenbasierte Datenhaltung“) oder die Zusammenschaltung mehrerer Systeme zu einem Grid-Verbund kann die In-Memory-Technologie auch auf größere Datenbestände angewendet werden. Neben dem Aspekt der technischen Machbarkeit standen dem Gedanken, komplette Unternehmensdatenbestände im Hauptspeicher zu halten, lange wirtschaftliche Gegenargumente in Form hoher Kosten für Hauptspeicher gegenüber. Obwohl ein Hauptspeicher heute noch immer teurer ist als ein Plattenspeicher, kostet das Megabyte heute weniger, als 2001 für die identische Kapazität an Festplattenspeicher bezahlt werden musste. Diese Relation verdeutlicht, dass die In-Memory-Technologie somit durchaus auch für kleinere Häuser mit begrenzten Budgets einsatzfähig geworden ist. Mehrkernprozessorsysteme Die durch In-Memory-Datenbanken in Höchstgeschwindigkeit bereitgestellten Daten stellen alleine noch keinen Vorteil dar, wenn die Weiterverarbeitung, z. B. in Form von Transformationen, Anreicherungen oder Darstellung in Endanwendersystemen, nicht Schritt halten kann. Hierzu müsste die Taktfrequenz von Prozessoren weiter erhöht werden, was technisch und physikalisch ak- NEWS 01/2013 I 43

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