مسح SIMD

تسبب توفر ذاكرة نظام ضخمة، حتى على الخوادم القياسية، في اهتمام كبير بمحركات قواعد البيانات في الذاكرة الرئيسية. في أنظمة مستودع البيانات، تعتبر الهياكل البيانية المرتكزة على الأعمدة والمضغوطة بشدة بارزة للغاية. من أجل التوسع مع حجم البيانات وحمل النظام، فإن العديد من هذه الأنظمة موزعة للغاية مع نهج عدم مشاركة الموارد. المبدأ الأساسي لجميع الأنظمة هو مسح كامل للجدول عبر عمود واحد أو أكثر مضغوط. اقترحت الأبحاث الحديثة تقنيات مختلفة لتسريع عمليات مسح الجداول مثل الضغط الذكي أو استخدام أجهزة إضافية مثل بطاقات الرسوميات أو FPGA. في هذه الورقة، نظهر أن استخدام وحدات المعالجة المتجهة (VPUs) المدمجة الموجودة في المعالجات القياسية متعددة النوى يمكن أن يسرع أداء مسح الجدول الكامل في الذاكرة الرئيسية بعوامل. يتم تحقيق ذلك دون تغيير بنية الأجهزة وبالتالي دون استهلاك طاقة إضافية. علاوة على ذلك، مع وصول وحدات معالجة المتجهات المتصلة مباشرة إلى ذاكرة الوصول العشوائي للنظام، لا حاجة لعمليات النسخ المكلفة الإضافية لاستخدام نهج SIMD-scan الجديد في محركات قواعد البيانات في الذاكرة الرئيسية القياسية. لذلك، نقترح أن يُستخدم هذا النهج كعامل مسح قياسي للتخزين في الذاكرة الرئيسية المرتكز على الأعمدة والمضغوط. ثم نناقش مدى ملاءمة حلنا لتتوسع مع عدد نوى المعالج؛ وبالتالي، إلى أي درجة يمكن تطبيقه في البيئات متعددة الخيوط. للتحقق من جدوى نهجنا، قمنا بتنفيذ التقنيات المقترحة على معالج متعدد النواة حديث من إنتل باستخدام Intel® Streaming SIMD Extensions (Intel® SSE). بالإضافة إلى ذلك، قمنا بدمج نهج SIMD-scan الجديد في SAP® Netweaver® Business Warehouse Accelerator. نختتم بوصف فوائد الأداء لاستخدام نهجنا لمعالجة ومسح البيانات المضغوطة باستخدام وحدات المعالجة المتجهة في أنظمة قواعد البيانات في الذاكرة الرئيسية المرتكزة على الأعمدة.