基于英特爾至強6能效核處理器優(yōu)化原生分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase

隨著數(shù)字化、在線化、智能化的演進，企業(yè)面臨著指數(shù)級遞增的海量存儲需求和挑戰(zhàn)，同時，企業(yè)需要降本增效，進行更好更智能的數(shù)據(jù)決策。基于英特爾 至強 6 能效核處理器的分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase在性能與能效上具備突出優(yōu)勢，不僅能夠響應(yīng)快速變化、持續(xù)增長的業(yè)務(wù)訴求，而且還有助于企業(yè)控制數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的成本，實現(xiàn)更高的投資收益。

——封仲淹

OceanBase開源生態(tài)資深研發(fā)總監(jiān)

隨著數(shù)字經(jīng)濟的快速發(fā)展，以O(shè)ceanBase為代表的中國國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為一股推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。英特爾正攜手OceanBase，推動包括英特爾 至強 6 能效核處理器在內(nèi)的新一代硬件，與中國國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的適配與優(yōu)化，從而持續(xù)提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在性能、能效等方面的表現(xiàn)，為上層業(yè)務(wù)帶來強大的數(shù)據(jù)洞察能力支撐。

——李亞東

英特爾中國至強客戶解決方案集團總經(jīng)理

挑 戰(zhàn)

部署新一代分布式數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為用戶推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要方式，但隨著數(shù)據(jù)的快速增長以及上層負載的日益復(fù)雜化，分布式數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用面臨著以下挑戰(zhàn)：

性能需要進一步提升：在多變的商業(yè)環(huán)境下，用戶需要增強數(shù)據(jù)分析的即時性，分布式數(shù)據(jù)庫承載著越來越大的數(shù)據(jù)處理壓力，且上層業(yè)務(wù)對于服務(wù)質(zhì)量(QoS)有著較高的要求，這就需要推動CPU等關(guān)鍵組件的升級，并進行數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能耗對于運營成本帶來了較高壓力：企業(yè)部署的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)模正在持續(xù)擴展，這不僅帶來了能耗方面的巨大支出，而且也不利于機架服務(wù)器密度的提升以及數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的實現(xiàn)。

概 述

作為數(shù)字化體系的關(guān)鍵組成部分，數(shù)據(jù)庫連接著應(yīng)用與數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)價值的挖掘有著至關(guān)重要的價值。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，數(shù)據(jù)庫需要處理的結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)出現(xiàn)了快速增長，用戶對于數(shù)據(jù)庫的性能、擴展性、服務(wù)質(zhì)量帶來了更高的要求，這驅(qū)動著數(shù)據(jù)庫技術(shù)融合發(fā)展，部署分布式數(shù)據(jù)庫成為金融、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)用戶的重要選擇。

為了進一步提升在性能、能效等方面的表現(xiàn)，原生分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase完成了對于英特爾 至強 6 能效核處理器的適配。這一全新組合不僅在吞吐量等性能指標上有著突出的表現(xiàn)，可以加速在線交易、實時分析等負載的運行，而且能夠充分釋放英特爾 至強 6 能效核處理器在能效上的優(yōu)勢，顯著降低數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體能耗和運營支出，并實現(xiàn)更高的部署密度。

原生分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase

OceanBase是完全自主研發(fā)的國產(chǎn)原生分布式數(shù)據(jù)庫，采用Shared-Nothing架構(gòu)，各個節(jié)點之間完全對等，每個節(jié)點都有自己的SQL引擎、存儲引擎、事務(wù)引擎，運行在普通PC服務(wù)器組成的集群之上，具備高可擴展性、高可用性、高性能、低成本、與主流數(shù)據(jù)庫高兼容等核心特性。OceanBase已連續(xù)11年穩(wěn)定支撐雙11，創(chuàng)新推出 “三地五中心” 城市級容災(zāi)新標準，在被譽為 “數(shù)據(jù)庫世界杯” 的TPC-C和TPC-H測試上都刷新過世界紀錄。自研一體化架構(gòu)，兼顧分布式架構(gòu)的擴展性與集中式架構(gòu)的性能優(yōu)勢。

圖1. OceanBase數(shù)據(jù)庫架構(gòu)圖

OceanBase數(shù)據(jù)庫能水平擴展到1500+節(jié)點，處理3PB以上數(shù)據(jù)量1 。一份數(shù)據(jù)和引擎同時支持在線交易與實時分析，并且4.3版優(yōu)化了列存儲引擎以增強分析。OceanBase還滿足6級金融容災(zāi)標準，現(xiàn)已助力金融、政務(wù)、運營商、零售、互聯(lián)網(wǎng)等多個行業(yè)的1000+客戶實現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)升級。

OceanBase具備如下特性：

高可用

獨創(chuàng) “三地五中心” 容災(zāi)架構(gòu)方案，建立金融行業(yè)無損容災(zāi)新標準。支持同城/異地容災(zāi)，可實現(xiàn)多地多活，滿足金融行業(yè)6級容災(zāi)標準(RPO=0, RTO<8s)，數(shù)據(jù)零丟失。

高兼容

高度兼容Oracle和MySQL，覆蓋絕大多數(shù)常見功能，支持過程語言、觸發(fā)器等高級特性，提供自動遷移工具，支持遷移評估和反向同步以保障數(shù)據(jù)遷移安全，可支撐金融、政府、運營商等關(guān)鍵行業(yè)核心場景替代。

水平擴展

實現(xiàn)透明水平擴展，支持業(yè)務(wù)快速的擴容縮容，同時通過準內(nèi)存處理架構(gòu)實現(xiàn)高性能。支持集群節(jié)點超過數(shù)千個，單集群最大數(shù)據(jù)量超過3PB，最大單表行數(shù)達萬億級。

低成本

基于LSM-Tree的高壓縮引擎，存儲成本降低70% - 90%；原生支持多租戶架構(gòu)，同集群可為多個獨立業(yè)務(wù)提供服務(wù)，租戶間數(shù)據(jù)隔離，降低部署和運維成本。

實時HTAP

基于 “同一份數(shù)據(jù)，同一個引擎”，同時支持在線實時交易及實時分析兩種場景，“一份數(shù)據(jù)” 的多個副本可以存儲成多種形態(tài)，用于不同工作負載，從根本上保持數(shù)據(jù)一致性。

安全可靠

自2010年開始完全自主研發(fā)，代碼級可控，自研單機分布式一體化架構(gòu)，連續(xù)多年通過大規(guī)模金融核心場景的可靠性驗證；完備的角色權(quán)限管理體系，數(shù)據(jù)存儲和通信全鏈路透明加密，支持國密算法，通過等保三級專項合規(guī)檢測。

英特爾至強6處理器更好地滿足當今數(shù)據(jù)中心的需求

英特爾 至強 6 處理器家族2 引入強大的計算平臺，性能和能效表現(xiàn)雙優(yōu)，對滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心不斷變化的需求至關(guān)重要。從支持計算密集型AI到賦能可擴展云原生微服務(wù)，該處理器家族均可靈活滿足不同的運營需求。憑借更多的內(nèi)核、靈活的微架構(gòu)、更大的內(nèi)存帶寬和出色的輸入/輸出 (I/O)，英特爾 至強 6 處理器家族讓多種工作負載的性能和能效表現(xiàn)再創(chuàng)新高。其全新功能和內(nèi)置加速器為目標工作負載帶來進一步助力，實現(xiàn)了更高的性能和能效。

為實現(xiàn)更高的靈活性，英特爾 至強 6 處理器提供了兩種不同的CPU微架構(gòu)版本，分別為性能核(P-core)和能效核(E-core)。這兩個版本采用了兼容的x86指令集架構(gòu)(ISA)和通用的硬件平臺，包括CPU插槽類型。英特爾同時還與行業(yè)合作伙伴緊密合作，確保兩個版本能夠支持常見的操作系統(tǒng)、編譯器、庫和框架。借助這一共享軟件棧和全球硬件與軟件供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，用戶將能夠根據(jù)自身的獨特需求選擇適合的解決方案。

英特爾至強6能效核處理器

經(jīng)過精心優(yōu)化，能效核實現(xiàn)了更高的內(nèi)核密度，擁有更出色的每瓦性能，為需要較高任務(wù)并行吞吐量的云級工作負載帶來明顯優(yōu)勢。與第二代英特爾 至強 可擴展處理器（目前大部分數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)使用的處理器且每瓦性能出色）相比，英特爾 至強 6 能效核處理器的每瓦性能提升超過2.7倍3 。這一出色能效表現(xiàn)使其在電力、空間和散熱受限的情況下也是理想選擇。英特爾 至強 6 能效核處理器可以：

將4.3個基于第二代英特爾 至強 可擴展處理器的服務(wù)器替換為1個性能相似的服務(wù)器4 。

將3個基于第二代英特爾 至強 可擴展處理器的系統(tǒng)機架整合為1個機架5 。

利用英特爾 高級矢量擴展2（Intel Advanced Vector Extensions 2，英特爾 AVX2）和矢量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指令 (VNNI) 以及將精度快速轉(zhuǎn)換成BF16和 FP16 等全新增強功能，加速AI推理和面向矢量的運算。

采用英特爾至強6能效核處理器顯著提升性能與能效

利用英特爾 至強 6 處理器配置的能效核，OceanBase進一步提升了性能，可全面滿足金融、政務(wù)、運營商、零售、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)用戶對數(shù)據(jù)庫性能的要求，同時還可降低數(shù)據(jù)庫負載的能耗，降低TCO并提升服務(wù)器的部署密度。

OceanBase每秒事務(wù)數(shù) (TPS) 和每瓦性能測試數(shù)據(jù)如圖2所示，相較于第三代英特爾 至強 可擴展處理器，英特爾 至強 6 能效核處理器的TPS提升到2.47倍，每瓦性能提升到2.14倍6 。

圖2. 基于英特爾 至強 6 能效核處理器的OceanBase的TPS與每瓦性能比較

收 益

基于英特爾 至強 6 能效核處理器的分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase能夠為用戶帶來以下收益：

利用英特爾 至強 6 能效核處理器的多核能力，提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)性能，滿足要求苛刻的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)庫負載的支撐需求，助力商業(yè)價值的提升；

利用英特爾 至強 6 能效核處理器的制造工藝及微架構(gòu)升級提供業(yè)界卓越的能效比，在降低能耗成本的同時，推動綠色可持續(xù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)；

得益于性能與能效的提升，用戶能夠提升業(yè)務(wù)部署密度，節(jié)省數(shù)據(jù)中心機架空間。

展 望

大模型、生成式人工智能 (AIGC) 等新興技術(shù)模式的落地在引入新的商業(yè)模式的同時，也對數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品提出了更高要求。分布式數(shù)據(jù)庫也由于其可擴展特性，成為核心系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)升級方向。基于英特爾 至強 6 能效核處理器的分布式數(shù)據(jù)庫OceanBase憑借在性能、能效、穩(wěn)定性、安全性等方面的卓越表現(xiàn)，將有助于為企業(yè)提供高效的數(shù)據(jù)庫平臺，重塑傳統(tǒng)業(yè)務(wù)與組織模式，構(gòu)建企業(yè)的新型競爭力。

面向用戶的數(shù)字化、智能化業(yè)務(wù)升級需求，英特爾將與OceanBase強化數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的技術(shù)合作，推動軟硬件的協(xié)同調(diào)優(yōu)，從而釋放新一代處理器在性能、能效方面的潛力，為用戶提供強大的數(shù)據(jù)庫能力支撐，構(gòu)建基于創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施。