Energieeffiziente Verarbeitung in Datenbanksystemen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Theo Härder
• Subject Area: Software Engineering and Programming Languages
• Term: from 2008 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 91768053

Datenbanksysteme als Kernkomponenten in einer großen Zahl von Anwendungssystemen können zur Optimierung des gesamten Energieverbrauchs von Rechnern beitragen. Die Integration von Flash-Speicher ist ein wichtiger Ansatzpunkt, da diese im Idle-Zustand keine Energie verbrauchen. Weiterhin ist die Reduktion der Ein-/Ausgabe enorm wichtig, was neuartige Algorithmen bei der DB-Pufferverwaltung erfordert. DB-Anwendungen können so ihren Energieverbrauch bezogen auf E/A-Operationen weitgehend minimieren. Ein weitaus stärkeres Energiesparpotenzial verspricht Energieproportionalität des Gesamtsystems. Ein solches energieproportionales Verhalten ist mit einem Rechnerknoten nicht zu erreichen, da bestimmte Komponenten wie der Hauptspeicher (DRAM) einen lastunabhängigen und mit der Größe linear wachsenden Energiebedarf besitzen. Deshalb schlagen wir vor, das energieproportionale Verhalten bei DB-Anwendungen durch ein dynamisch wachsendes und schrumpfendes Cluster von energiearmen Rechnerknoten anzunähern. Dadurch ergeben sich für die DB-Forschung neuartige Herausforderungen, da von jedem aktiven Knoten alle Daten jederzeit erreicht werden müssen und die Lokalität der DB-Zugriffe in den DB-Puffern für das Leistungsverhalten eine enorme Rolle spielt. Mit einem Prototypsystem WattDB, bestehend aus einem dynamischen Shared-Nothing-Cluster von energiearmen Rechenknoten in Kombination mit einer Shared-Disk-E/A-Architektur, sollen diese Aufgaben untersucht und gelöst werden.

• DFG Programme: Research Grants