新アーキテクチャの採用で「クラウドの柔軟性とExadataの高速性を両立」

「数コア」の小規模DBにもExadataの性能を、オラクルが「Exadata Exascale」発表

2024年07月16日 07時00分更新

文● 大塚昭彦／TECH.ASCII.jp

　オラクルは2024年7月11日（米国時間）、あらゆる規模のデータベース（DB）ワークロードに「Oracle Exadata」の高速性や可用性のメリットを提供する、新たなクラウドDBアーキテクチャ「Oracle Exadata Exascale」を発表した。

　Exadata Exascaleでは、コンピュートレイヤーからストレージレイヤーへ直接、RDMA（Remote Direct Memory Access）を使ってデータリクエストを送信するアーキテクチャなどの新技術を採用している。これにより、OLTPトランザクションにおいて、他のクラウドDBサービスよりも圧倒的に高速な「テラバイト／秒レベルのI/Oスループット」と「マイクロ秒レベルのIOレイテンシ」が実現するという。

　また、これまでのようにExadataを占有利用する高額なサービス（最小でも月額1万800ドル）ではなく、Oracle Cloud Infrastructure（OCI）上のDBサービスで「数コア」レベルの小規模なワークロードから利用できる（最小で月額357ドル）ため、「最大で95％のインフラコスト削減が可能」である点もアピールしている。

他社クラウドDBサービスと「Exadata Exascale」の、OLTP I/Oレイテンシ比較（オラクルによるデータ）。I/Oレイテンシは最大50倍改善、I/Oスループットは最大230倍高速化するとアピールした

説明会に出席した、オラクル Exadataスケールアウト・テクノロジー開発担当SVPのコディー・ウママゲスワラン（Kodi Umamageswaran）氏

Exadataのパフォーマンスが小規模／低価格でも利用可能に

　オラクルによると、Exadata Exascaleは現在、OCI上の「Exadata Database Service on Exascale Infrastructure（ExaDB-XS）」や「Oracle Database 23ai」サービスを通じて利用できる。

　オラクル Exadataスケールアウト・テクノロジー開発担当SVPのコディー・ウママゲスワラン氏は、Exadata Exascaleによって「Exadataがもたらすインテリジェンス」と「クラウドDBがもたらすメリット」を両立させることができると説明する。

「Exadataのインテリジェンス」「クラウドDBのメリット」の両方を実現できると説明（画像は公式ブログより）

　Exadata Exascaleは、コンピュートリソースの共有プール、ストレージリソースの共有プールという2レイヤーで構成される。いずれも複数のテナント（ユーザー）が共有して利用するリソースプールであり、ユーザーが実行するDBワークロードに応じて必要なコア数とストレージ容量を柔軟に割り当てる（プロビジョニングする）ことができる。利用料金は、DBのコア数とストレージ容量に応じた従量課金型（Pay-Per-Use）であり、IOPSに対する課金はない。

Exadata Exascaleの基本的なアーキテクチャ

Exadata Exascaleアーキテクチャの特徴は

　ウママゲスワラン氏は、新アーキテクチャの特徴のひとつとして「共有型のストレージリソースプール」を挙げた。これまでのクラウドDBでは、ストレージプールは各テナントが専有するアーキテクチャをとっており、柔軟性が低く、コストは高かった。一方でExadata Exascaleのストレージプールは、数千のテナント、数百万のデータベースによる共有利用を実現するという。

　「中間レイヤーの排除」と、それによるパフォーマンスの大幅な向上（高速化）も新アーキテクチャの特徴だ。ウママゲスワラン氏は、現在主流のクラウドDBでは、コンピュートレイヤーとストレージレイヤーの間にいくつもの中間レイヤーがあり、それぞれでレイテンシやボトルネックが生じていたと説明する。

　一方、Exadata Exascaleは、コンピュート／ストレージの2レイヤーのみで構成されるため、中間レイヤーのレイテンシやボトルネックが排除できる。さらに、中間レイヤーを排除したことでRDMAが使えるようになり、Oracle Database 23aiのインテリジェントなクエリ送信も可能になる。

従来のクラウドDBとExadata Exascaleの比較。Exadata Exascaleは中間レイヤーを排除し、100GbE（RoCE）ネットワークを使ったRDMAの直接リクエスト送信を可能にしたことで、大幅な高速化を実現した

　なお、Exascaleのストレージレイヤーは、階層化による最適化処理も自動で行うと説明した。XRMEM（Exadata RDMAメモリ、RDMAアクセスが可能なメモリ）、フラッシュキャッシュ、ディスクドライブの3階層を使い、ホット／ウォーム／コールドデータのインテリジェントな移動によって、パフォーマンスと容量の最適化を図る。

　また、仮想マシン（VM）向けにもRDMA対応のブロックボリュームを独自に開発しており、DB以外のデータ（ファイルシステム）のI/Oについても、低レイテンシ、高スループットを実現できると説明した。今後、RDMAによるVMのライブマイグレーション機能も提供予定だという。

　ウママゲスワラン氏は、AWSやAzureといった他社クラウドDBサービスではI/Oレイテンシが1ミリ秒（1000マイクロ秒）、I/Oスループットが10～20GB／秒程度であるのに対して、Exadata Exascaleではそれぞれ17マイクロ秒、2880GB／秒（2.8TB／秒）まで高速化できると、オラクルによるテスト結果を紹介した。

分析クエリやAIベクトル検索をストレージレイヤーで分散並列処理

　Exadata Exascaleが実現するインテリジェンスのひとつとして、ウママゲスワラン氏は「AIベクトル検索（AI Vector Search）のストレージレイヤーへのオフロード」を紹介した。AIベクトル検索を実行すると、透過的に複数台のストレージで分散並列処理が行われ、クエリが最大30倍高速化されるという。

　なおこのインテリジェントな分散並列処理は、AIベクトル検索だけでなく、一般的な分析クエリにも適用される。

Exadata Exascaleでは、透過的な分散並列処理によって

　そのほかにも、本番DBとデータブロックを共有するシンクローンの技術によって、開発／テスト用クローンDBを即時作成しつつ容量増加を大幅に抑制できること、各テナントからは物理サーバーは見えず（透過的であり）、一切のストレージ管理が自動化されていることなどの特徴を挙げた。

　なおオラクルによると、Exadata Exascaleアーキテクチャを採用したOracle DBサービスは、OCIの日本リージョンでも今後1週間程度で提供開始される予定。さらに今後、顧客／パートナー専用リージョンの「Dedicated Region Cloud@Customer」や「Oracle Alloy」でも順次提供していくほか、Microsoft AzureやGoogle Cloudのデータセンターに展開しているOracle DBサービスへの展開も検討中だという。