База данных в оперативной памяти хранит данные близко от центрального процессора для ускорения обработки и обеспечения аналитики в режиме реального времени без влияния на производительность.
Базы данных в оперативной памяти помогают решать некоторые самые крупные аналитические проблемы в бизнесе, существующие на сегодняшний день. Так как компании обрабатывают огромные массивы данных, аналитика в режиме реального времени и приложения на базе искусственного интеллекта требуют немедленного доступа к этим данным.
Традиционные носители информации, такие как флеш-хранилища (SSD-накопители) и вращающиеся жесткие диски (HDD), не могут удовлетворить эту потребность, а DRAM остается нерентабельным и ограничивающим ресурсом для многих организаций.
61% специалистов по управлению данными говорят, что ограничения системы являются первейшей проблемой при попытке извлечь выгоду из данных1.
Что такое база данных в оперативной памяти?
Данные в традиционной базе хранятся на диске. Когда возникает необходимость в данных, они вызываются в локальную системную память, или ОЗУ, а затем обрабатываются центральным процессором. Поскольку требуется время для поиска данных, находящихся на дисках, мы часто сталкиваемся с определенными ограничениями.
Напротив, база данных в оперативной памяти хранит данные непосредственно в системной памяти, подключаясь непосредственно к высокоскоростной шине памяти с низким уровнем задержки. Происходит снижение уровня задержки данных благодаря сокращению времени, необходимого для анализа данных. База данных в оперативной памяти обеспечивает гораздо более быстрый доступ к данным, позволяя анализировать большие объемы сложных данных в режиме реального времени.
70% компаний внедряют или уже внедрили, а также расширяют применение баз данных в оперативной памяти1.
База данных в оперативной памяти или традиционная база данных
Для лучшего понимания преимуществ базы данных в оперативной памяти, или БД в оперативной памяти, давайте более подробно рассмотрим принцип работы различных типов памяти. До недавнего времени ЦОД были ограничены следующими решениями для памяти и хранения:
- Память DRAM — очень быстрая, но имеет ограниченную емкость, а также может быть чрезмерно дорогой.
- SSD-накопители предлагают большую емкость и стоят меньше, чем DRAM, при этом они на несколько порядков медленнее по сравнению с DRAM.
- Жесткие диски могут хранить огромные объемы данных при более низкой цене, но они еще медленнее SSD-накопителей.
Как вы видите, каждый из этих вариантов имеет определенные ограничения, будь то производительность, емкость или стоимость.
Энергонезависимая память предлагает новый вариант для баз данных в оперативной памяти. Она обеспечивает производительность, схожую с DRAM, при большей емкости и более доступной цене2. Энергонезависимая память Intel® Optane™ предлагает базу данных в оперативной памяти с наилучшими возможностями по обоим пунктам: большая емкость по сравнению с DRAM и отсутствие ограничений производительности, имеющихся у традиционных носителей.
Аналитика в оперативной памяти помогает повысить производительность программного обеспечения другими способами. В ней используются возможности многоядерного и многопотокового процессора, который может работать с данными в режиме реального времени благодаря снижению уровня задержки при хранении данных в памяти.
Примеры использования базы данных в оперативной памяти
Использование энергонезависимой память в разных сферах — от финансов и розничной торговли до системы здравоохранения и кибербезопасности — может способствовать развитию аналитики в режиме реального времени для принятия решений, направленных на развитие вашего бизнеса. Более того, аналитика в режиме реального времени зависит от баз данных в оперативной памяти, чтобы предоставлять анализ данных с той скоростью, которая необходима для данных приложений. Следующие примеры использования основаны на эталонной архитектуре серверов Lenovo ThinkSystem на базе масштабируемых процессоров Intel® Xeon® с использованием дисковой памяти3. Серверы ThinkSystem, оснащенные масштабируемыми процессорами Intel® Xeon® 2-го поколения, поддерживают энергонезависимую память Intel® Optane™, которая обеспечивает дополнительную емкость, более доступную стоимость и надежность данных4.
Финансы: выявление и мониторинг мошенничества
Финансовые учреждения могут использовать потоковую аналитику в режиме реального времени для улучшения состояния бизнеса и получения ценных выводов, которые помогут принимать правильные решения. Модели машинного обучения можно обучить с помощью предыдущих транзакционных данных для мониторинга кредитных операций и прогнозирования мошеннических транзакций.
Розничная торговля: эффективность операций и высокие объемы продаж
Розничные магазины могут использовать потоковую аналитику в режиме реального времени для улучшения операций, отслеживания инвентарных запасов, увеличения объема продаж, сбора информации о тенденциях и улучшения качества обслуживания покупателей.
Здравоохранение: мониторинг клинического риска и безопасности пациентов
Аналитика в здравоохранении может помочь в использовании больших данных и машинного обучения для повышения эффективности организации и улучшения качества обслуживания пациентов. Администраторы могут использовать аналитику в режиме реального времени для оценки клинического риска, мониторинга безопасности пациентов, персонализации результатов лечения пациентов и сокращения повторных госпитализаций.
Обнаружение угроз сети
Модели машинного обучения могут выполнять потоковой анализ данных DNS, прокси-серверов и мониторить трафик для ускорения обнаружения угроз.
Важность энергонезависимой памяти
Одна из больших проблем с DRAM — это потеря данных, связанная с прекращением подачи питания и отключением системы. Энергонезависимая память сокращает циклы простоев, которые возникают при отключении питания сервера. Обычно при отключении подачи питания на компьютер все работающие приложения и данные нужно извлекать заново после восстановления работы. Поскольку данные в энергонезависимой памяти сохраняются между циклами питания, база данных в оперативной памяти может перезапускаться в 13 раз быстрее, чем на диске5.
Согласно опросу, проведенному Forrester среди специалистов по управлению данными, платформы в оперативной памяти с технологией энергонезависимой памяти:
- улучшают возможности поддержки аналитики в режиме реального времени (61%);
- сокращают циклы простоя системы (61%);
- повышают масштабируемость для развернутых аналитических систем (58%);
- предлагают новые возможности для пользователя в режиме реального времени в области искусственного интеллекта и Интернета вещей (50%)6.
Потребности инфраструктуры для баз данных в оперативной памяти
При создании стека аналитики базы данных в оперативной памяти прежде всего следует учитывать то, как вы будете использовать данные. Это определит, какую технологию для хранения и обработки данных следует внедрять. Определите потребности вашего бизнеса. Если они не требуют интенсивного использования времени и памяти, вы можете выбрать традиционные решения.
Вот некоторые рекомендации по созданию инфраструктуры базы данных в оперативной памяти:
- Установите распределенную среду, которая обеспечивает возможность масштабирования ЦП, памяти и емкости хранения в соответствии с меняющимися со временем потребностями.
- Создайте реляционную мультимодальную среду для поддержки баз данных SQL и полуструктурированных данных, таких как JSON.
- Убедитесь, что данные можно перенести с уровня памяти на уровень хранения по мере их устаревания. Так вы можете оптимизировать расходы на управление данными без снижения темпов аналитики и без задержек в производительности.
Технологии Intel® для баз данных в оперативной памяти
Корпорация Intel разработала целый спектр решений для упрощения процесса использования аналитики в оперативной памяти благодаря комбинации скорости, высокой производительности и емкости.
Масштабируемые процессоры Intel® Xeon®
Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® усиливают самые ресурсоемкие приложения, поддерживая аналитику в оперативной памяти, искусственный интеллект, высокопроизводительные вычисления и сетевую трансформацию.
Энергонезависимая память Intel® Optane™
Энергонезависимая память Intel® Optane™ сочетает лучшие характеристики памяти и системы хранения для расширения емкости памяти и обеспечения доступа к постоянным данным с низким уровнем задержек.
Твердотельный накопитель Intel® Optane™ (SSD) для ЦОД
Твердотельный накопитель Intel® Optane™ (SSD) для ЦОД сокращает количество узких мест в вашей системе хранения ЦОД и ускоряет приложения, а также позволяет использовать более крупные и доступные наборы данных, чем DRAM, и оптимизирует общую стоимость владения для ЦОД. В отличие от традиционных SSD-накопителей NAND, являющихся золотой серединой по отношению к высокой производительности, наша технология сочетает низкое время задержек и высокую производительность произвольного чтения/записи.
Ускоренная аналитики, более высокая производительность
Компании обрабатывают больше данных, чем когда-либо. Но им также требуется быстрый доступ к аналитике, поскольку они работают с приложениями для аналитики с интенсивным использованием памяти. В тех случаях, когда вам необходимо обрабатывать большие объемы данных и получать аналитические выводы в режиме реального времени, база данных в оперативной памяти может стать лучшим вариантом. Храня данные в системной памяти, вы можете обрабатывать большие объемы быстрее, не беспокоясь о времени простоя или потере производительности.
Ускоряйте получение аналитических выводов при оценке удовлетворенности клиентов с помощью технологии Intel®, созданной для аналитики в режиме реального времени.