Green-IT und Datenbanken - ODBMS

6 Energieoptimierungen
6.3.4 Ersetzung der HDD durch eine SSD
Um das Einsparpotenzial von Solid State Discs auf den Energieverbrauch bzw. die
Laufzeit von TPC-H-Abfragen auf unserem Datenbankserver zu untersuchen, wurde
in einem ersten Versuchsaufbau die HDD durch eine SSD ersetzt. Das Betriebssystem
und die Datenbank wurden hierbei genau so auf der SSD installiert und konfiguriert
wie zuvor auf der HDD. Anschließend wurden die 1 GB-Datenbank, die 5 GB-
Datenbank und die 10 GB-Datenbank auf die SSD kopiert und in Caché eingebunden.
Es wurden hierbei keine Versuche unternommen, die Datenbank auf irgendeine Art
für den Einsatz auf einer SSD zu optimieren. Außerdem wurden bei diesen Messungen
keine zusätzlichen Indizes benutzt. Lediglich die Primary-Keys und die Foreign-Keys
aus dem TPC-H-Schema wurden, genau wie bei den Vergleichsmessungen auf der
HDD, verwendet. Die dann durchgeführten Messreihen mit den 22 TPC-H-Abfragen
lieferten die folgenden Messergebnisse.
Messergebnissse
Die Tabelle 6.13 zeigt die Laufzeiten, den Energieverbrauch in Joule und die durchschnittliche
Leistungsaufnahme (Joule/s) der einzelnen SQL-Befehle des TPC-H-
Workloads, wobei in Klammern die prozentualen Abweichungen zu den Messergebnissen
auf der herkömmlichen Festplatte (siehe Abschnitt 6.1.3, Tabelle 6.4) angegeben
sind.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass viele SQL-Befehle durch den Einsatz der SSD
sowohl kürzere Laufzeiten als auch einen niedrigeren Energieverbrauch aufweisen. So
konnte der Energieverbrauch für Abfrage 10 um 54,83 % gesenkt werden und die
Laufzeit sogar um 55,56 %. Um den positiven Einfluss der SSD auf die Laufzeit und
den Energieverbrauch genauer zu untersuchen, sind in Abbildung 6.24 der Energieverbrauch,
die Festplattenaktivität und die Prozessorauslastung des Datenbankservers
für den Befehl 10 mit der herkömmlichen Festplatte dargestellt. Abbildung 6.25 zeigt
im Vergleich hierzu dieselben Parameter für Befehl 10 auf der SSD.
In Abbildung 6.24 ist deutlich erkennbar, dass die Festplattenaktivität während der
ersten 450 Sekunden nur sehr gering ist und wenige Daten gelesen werden. Auch die
Prozessorauslastung ist ebenfalls sehr niedrig, wodurch der Energieverbrauch bei etwa
90 Watt liegt. Erst nach etwa 450 Sekunden steigt die Leserate der Festplatte
leicht von weniger als 10 % auf 15 % bis 20 % an. Im Gegensatz dazu zeigt Abbildung
6.25, dass die Leserate der SSD direkt zu Beginn der Abfrage bei etwa 30 %
liegt und dieser Wert während der gesamten Abfrage nicht mehr unterschritten wird.
Hier profitiert die SSD von ihrem bauartbedingten Vorteil, sehr schnell Daten lesen
zu können. Durch diesen permanent hohen Lesezugriff kann die Abfrage im Vergleich
zu der HDD in etwa der Hälfte der Zeit abgearbeitet werden.
Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Kurven für die Leseoperationen ist
der, dass die Kurve der HDD durchgängig kleineren Schwankungen unterliegt, die
sich als „Zacken“ in der Kurve darstellen. Auch dies ist ein Indiz dafür, dass die
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