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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

研究課題

研究課題/領域番号 20H04191
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60080:データベース関連
研究機関東京大学

研究代表者

合田 和生  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (80574699)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードストレージクラスメモリ / データベースエンジン / データベース
研究開始時の研究の概要

ストレージクラスメモリは、永続性と低レイテンシ性を備え、従来、主記憶装置を構成していたDRAM、若しくは、補助記憶装置を構成していた磁気ディスクドライブおよびフラッシュメモリの何れとも特性を異にする点が特長的であり、データベースシステムに於ける活用方法は未だ解明されていない。本研究では、ストレージクラスメモリの当該特性に高度に適合することにより高速化を実現するデータベースエンジン(データベースシステムの中核的なソフトウェア)の構成法を明らかにすると共に、その有効性を実証することに挑戦し、これによって次代の新たな記憶管理アーキテクチャを確立することを目指す。

研究成果の概要

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ターゲットとし、とりわけ当該媒体が従前の永続的記憶媒体に比して低レイテンシであるという特性に高次に活用することを目指し、データベースエンジンをはじめとするデータインテンシブ処理を担うシステムソフトウェアの構成法を探求するものである。入出力に掛かる新たなソフトウェア制御手法を考案し、ソフトウェア試作機を実装し、解析系関係データベース処理ならびにデータマイニング処理等を対象とする性能試験を行い、とりわけ親和性制御方式が性能向上に有意に寄与することを実験的に明らかにすることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ビッグデータ、DXという言葉が象徴するように、データを基軸として新たな産業的価値や社会的ソリューションを創造する機運が随所に見られ、国際的な競争が活発に進んでいる。本研究成果はそのようなデータ活用を担う中核的なソフトウェアを対象として、ストレージクラスメモリなる新たな種類の記憶媒体に着目し、基盤的なソフトウェア制御手法(特に、計算機の構成を意識した親和的入出力制御)を世界に先駆けて開発することに成功しており、新たな学術的展開に繋がる他、産業的な活用の潜在性も高く、学術・社会の両面で意義深いものと言える。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Dynamic Fault Tolerance for Multi-Node Query Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Bessho, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E105.D 号: 5 ページ: 909-919

    • DOI

      10.1587/transinf.2021DAP0004

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Efficient Parallel Mining of High-utility Itemsets on Multicore Processors2023

    • 著者名/発表者名
      Genki Kimura, Yuto Hayamizu, R. Uday Kiran, Masaru Kitsuregawa, Kazuo Goda
    • 学会等名
      Proceedings of the 39th IEEE International Conference on Data Engineering (ICDE 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      髙田実佳,喜連川優, 合田和生
    • 学会等名
      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)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      木村元紀,早水悠登,ウダイラゲ,喜連川優,合田和生
    • 学会等名
      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)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,早水悠登,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      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)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      三浦優也,小沢健史,合田和生
    • 学会等名
      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)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] μ-join: Efficient Join with Versioned Dimension Tables2022

    • 著者名/発表者名
      Mika Takata, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 27th International Conference on Database Systems for Advanced Applications (DASFAA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Embedded Synopsis for Exact and Approximate Query Processing2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yuasa, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 学会等名
      Proceedings of the 33rd International Conference on Database and Expert Systems Applications (DEXA 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] pmmeter: A Microbenchmark for Understanding Synchronization Cost on Persistent Memory2022

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Yoshioka, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 学会等名
      Proceedings 2023 International Conference on Big Data and Smart Computing (BigComp 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,早水悠登,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      三浦優也,小沢健史,合田和生
    • 学会等名
      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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Early experience of Utilizing Persistent Memory for Database Bulk Loading2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ozawa, Ryoji Kawamichi, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 学会等名
      The 20th USENIX Conference on File and Storage Technologies (FAST2022), Refereed Work-in-Progress Presentation
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 既存データ構造へのシノプシス組み込みによる近似問合せ手法2022

    • 著者名/発表者名
      湯浅拓樹,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      第14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20回日本データベース学会年次大会(DEIM2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 世代管理されたディメンション表を対象とする結合処理の効率的実行2022

    • 著者名/発表者名
      髙田実佳,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      第14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20回日本データベース学会年次大会(DEIM2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 並列データベースシステムに於けるRDMAを用いたリモート入出力性能の測定と問合せ処理への影響2022

    • 著者名/発表者名
      加藤滉貴,小沢健史,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      第14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20回日本データベース学会年次大会(DEIM2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高効用アイテムセットマイニングの高効率な並列化手法とその評価2022

    • 著者名/発表者名
      木村元紀,合田和生, Rage Uday Kiran,喜連川優
    • 学会等名
      第14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20回日本データベース学会年次大会(DEIM2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 不揮発性メモリ性能測定のためのマイクロベンチマークの設計と実装2022

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      第14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20回日本データベース学会年次大会(DEIM2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] B+木へのシノプシス埋め込みによる近似問合せとその予備的な実験2021

    • 著者名/発表者名
      湯浅拓樹,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会データ工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 並列データベースシステムに於けるRDMAを用いたリモート入出力性能の検討2021

    • 著者名/発表者名
      加藤滉貴,小沢健史,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会データ工学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Thread-specific Database Buffer Management in Multi-core NVM Storage Environments2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ozawa, Yuto Hayamizu, Kazuo Goda, Masaru Kitsuregawa
    • 学会等名
      12th Annual Non-Volatile Memories Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 不揮発メモリデバイスを対象とする結合演算のマルチスレッド実行性能に関する実験と一考察2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,小沢健史,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会第13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19回日本データベース学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] RDMAを用いたリモート入出力性能の実験的考察2021

    • 著者名/発表者名
      加藤滉貴,小沢健史,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会第13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19回日本データベース学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] B+木の付加情報を用いた近似問合せ手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      湯浅拓樹,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会第13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19回日本データベース学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 世代管理されたマスタ表とトランザクション表との結合処理に関する考察2021

    • 著者名/発表者名
      髙田実佳,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会第13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19回日本データベース学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 不揮発メモリデバイスの性能評価のためのマイクロベンチマークに関する初期検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会データ工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 不揮発メモリデバイスを対象とするデータベース演算の実行コスト測定方式に関する検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡弘隆,合田和生,喜連川優
    • 学会等名
      電子情報通信学会データ工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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