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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ストレージクラスメモリを活用した高速データベースエンジンの構成法

Research Project

Project/Area Number 20H04191
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

合田 和生  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (80574699)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsストレージクラスメモリ / データベースエンジン
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ストレージクラスメモリなる新たな記憶媒体を対象として、当該媒体が備える永続的でありかつ低レイテンシであるという特性に高次に適合した高速データベースエンジンの構成法を明らかにすると共に、その有効性を確認することを目指すものである。
第3年度である令和4年度は、前年度に成果に基づき、計算機システムの物理構成を意識した親和性制御方式ならびに先端的なプロセッサが具備している排他制御命令を活用したロックフリー化バッファ管理アルゴリズムを組み込んだデータベースバッファマネージャ(データベースエンジンに於いて主記憶と二次記憶を接続する役割を担う)の改良を進め、そのソフトウェアモジュールを非順序型データベースエンジンの試作器へ組み込む実装を行った。ページアクセスレベルの人工的なマイクロベンチマーク(偏りのないアクセスおよび偏りのあるアクセス)ならびに標準的な解析系データベースベンチマークであるTPC-Hを用い、多様な条件設定を定量的に比較することのできる性能試験を実施した。例えば、この結果、とりわけ親和性制御方式が有意に性能向上に寄与することを定量的に確認するに至った。同様のアプローチを並列データマイニング処理へ適用することにも挑戦し、ストレージクラスメモリを活用することがより大きな中間状態を必要とするデータマイニング処理の効率的な実行に寄与すること、ならびに、親和性制御方式が性能向上に有意に寄与することを、多様なデータセットならびにデータマイニングパラメータの設定の下、実験的に明らかにすることに成功した。この他、新たな試みとして、最近のGPUが具備する入出力管理機能をデータベースに於ける問合せ処理に活用するための先駆的な実験を行った。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Dynamic Fault Tolerance for Multi-Node Query Processing2022

    • Author(s)
      Yutaro Bessho, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • Journal Title

      IEICE Transactions on Information and Systems

      Volume: E105-D(5) Pages: 909-919

    • DOI

      10.1587/transinf.2021DAP0004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Efficient Parallel Mining of High-utility Itemsets on Multicore Processors2023

    • Author(s)
      Genki Kimura, Yuto Hayamizu, R. Uday Kiran, Masaru Kitsuregawa, Kazuo Goda
    • Organizer
      Proceedings of the 39th IEEE International Conference on Data Engineering (ICDE 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シノプシス埋込みによる近似問合せ処理の試作実装と初期評価2023

    • Author(s)
      髙田実佳,喜連川優, 合田和生
    • Organizer
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム/第21回日本データベース学会年次大会(DEIM2023)
  • [Presentation] 再帰的演算を含む分析処理の高効率な並列実行方式の提案と有効性評価2023

    • Author(s)
      木村元紀,早水悠登,ウダイラゲ,喜連川優,合田和生
    • Organizer
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム/第21回日本データベース学会年次大会(DEIM2023)
  • [Presentation] 不揮発メモリを対象とする空間索引構造の実装方式の検討と予備実験2023

    • Author(s)
      吉岡弘隆,早水悠登,合田和生,喜連川優
    • Organizer
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム/第21回日本データベース学会年次大会(DEIM2023)
  • [Presentation] GPU直接IOを用いたデータベース問合せ処理の検討と予備実験2023

    • Author(s)
      三浦優也,小沢健史,合田和生
    • Organizer
      第15回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム/第21回日本データベース学会年次大会(DEIM2023)
  • [Presentation] μ-join: Efficient Join with Versioned Dimension Tables2022

    • Author(s)
      Mika Takata, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • Organizer
      Proceedings of the 27th International Conference on Database Systems for Advanced Applications (DASFAA 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploiting Embedded Synopsis for Exact and Approximate Query Processing2022

    • Author(s)
      Hiroki Yuasa, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • Organizer
      Proceedings of the 33rd International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] pmmeter: A Microbenchmark for Understanding Synchronization Cost on Persistent Memory2022

    • Author(s)
      Hirotaka Yoshioka, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • Organizer
      Proceedings 2023 International Conference on Big Data and Smart Computing (BigComp 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不揮発メモリを対象とする性能マイクロベンチマークpmmeterの検討と予備試験2022

    • Author(s)
      吉岡弘隆,早水悠登,合田和生,喜連川優
    • Organizer
      電子情報通信学会データ工学研究会,電子情報通信学会技術報告
  • [Presentation] NUMA環境に於ける高効用アイテムセットマイニングの並列実行方式の検討と予備実験2022

    • Author(s)
      木村元紀,早水悠登,ラゲウダイキラン,合田和生,喜連川優.吉岡弘隆,早水悠登,合田和生,喜連川優
    • Organizer
      電子情報通信学会データ工学研究会,電子情報通信学会技術報告
  • [Presentation] ストレージ上のデータベースに対するCPUとGPUを併用した基本処理の実行方式に関する予備実験2022

    • Author(s)
      三浦優也,小沢健史,合田和生
    • Organizer
      情報処理学会データベースシステム研究会,電子情報学会研究報告

URL: 

Published: 2023-12-25  

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