Green-IT und Datenbanken - ODBMS

6 Energieoptimierungen
tentyp umgewandelt werden soll. Zur Umwandlung eines Log-Knotens in einen Disk-
Knoten muss dieser mit seinen Log-Einträgen rekonstruiert und anschließend auf dem
Flash-Speicher gespeichert werden. Zur Umwandlung eines Disk-Knotens in einen
Log-Knoten wird der Knoten in den Speicher gelesen und in eine Menge von Logeinträgen
zerlegt, die den Knoten repräsentieren. Diese Logeinträge werden dann
im Puffer gespeichert. Da beim Umwandeln Kosten entstehen, sollten Knoten nicht
unnötig umgewandelt werden. Der Algorithmus vergleicht die Kosten für einen Knoten
eines bestimmten Typs mit den Kosten, die der andere Knotentyp verursacht
hätte, und überprüft dann, ob sich die Kosten für einen Wechsel des Knotentyps lohnen.
Außerdem berechnet der Algorithmus über ein Nutzen-Kosten-Verhältnis, unter
Berücksichtigung der Lese- und Schreibkosten des Flash-Speichers, welche Knotengröße
für den Baum zu wählen ist. Dies ist wichtig, da große Knoten die Höhe des
Baumes reduzieren, aber pro Knoten mehr Informationen gelesen werden müssen
und dadurch wieder höhere Kosten entstehen. Zusätzlich werden die Logeinträge des
Baumes so verwaltet, dass unnötige Einträge verhindert werden, indem semantisch
entgegengesetzte Befehle (z.B. ADD_KEY k und DELETE_KEY k) entfernt werden
(Semantic Compaction) und alte Logeinträge durch Garbage-Collection gelöscht
werden, um Speicherplatz zu schaffen.
Untersuchungen mit verschiedenen Flash-Speichern und unterschiedlichen Workloads
haben gezeigt, dass sich der Energieverbrauch mit den B + -Bäumen(ST) von FlashDB
gegenüber reinen B + -Bäumen(Disk) oder B + -Bäumen(log) senken lässt. Abbildung
6.23 zeigt die Ergebnisse für drei unterschiedliche Workloads (SEQ, RND und LAB),
einmal nur für Insert-Operationen und einmal für Abfragen, in denen jedes Datenelement
10 Mal nach der Erzeugung des Index angefordert wird. Hier wird deutlich, dass
der Energieverbrauch für alle Zugriffe auf B + -Bäumen(ST) niedriger oder maximal
gleich groß wie der Energieverbrauch der anderen Baumtypen ist.
Abbildung 6.23: Vergleich der Leseperformance von drei HDDs und 3 SSDs.[Nat07].
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