Распараллеливание алгоритмов

Одним из способов повышения производительности серверов баз данных является распараллеливание алгоритмов. Существует три типа распараллеливания, применимых к архитектуре сервера баз данных: параллельные операции ввода-вывода с диском, параллельные утилиты и параллельная обработка запросов. Параллельные операции ввода-вывода с диском позволят серверу эффективно использовать многомерные таблицы и разбиение таблиц. Поддержка физического разбиения таблиц особенно важна для параллельного ввода-вывода с диском, при правильной реализации существенно возрастает эффективность и управляемость ресурсами. Параллельные операции-утилиты (сортировка, построение индексов, загрузка, резервирование, восстановление) используют как параллельную обработку, так и параллельные обмена с диском, однако обычно распараллеливание допускает лишь небольшое число компонент.

В отличие от параллельных обменов и параллельных утилит, параллельная обработка запросов имеет гораздо более сложный вид. Обработка запроса обычно требует осуществления горизонтального параллелизма или вертикального параллелизма.

Если каждая из операций баз данных разработана таким образом, что она управляется запросом (т.е. подход потока данных), сервер может использовать параллелизм, одновременно выполняя разные операции баз данных. Например, операция, выбирающая записи по значению поля, может выполняться одновременно с операцией доступа к записям с диска и не должна ждать, пока все записи будут считаны. Аналогично, выбранные записи могут быть загружены для сортировки для начального разбиения в соответствии с ключом сортировки, пока выполняются операции выбора и доступа. Вдобавок к независимости реализации от степени параллелизма проблемно-ориентированный подход допускает прозрачное включение новых существенно параллельных алгоритмов. Это позволяет использовать современные достижения в области алгоритмов для увеличения производительности.

Этот подход, напоминающий конвейер команд в современных процессорах, называется вертикальным параллелизмом. Сочетание вертикального и горизонтального параллелизма увеличивает общую пропускную способность и уменьшает время отклика по сравнению с обычным последовательным подходом. Степень улучшения называется ускорением.