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内存数据库系统,NVDIMM和数据持久性

Steve Graves?? EDNC编译?? 2014年12月18日 ?? 收藏0
随着从通信设备到航空装备和工业控制器等技术中对数据管理需求的不断增长,以及受到这些设备中不断增加的板载CPU、RAM和存储资源的推动,数据库管理系统(DBMS)软件在电子设备中越来越普及。设备上的数据库规模大小不一,从几个GB的数据到支持电信计费/信用系统的等级评定和余额管理应用,再到10GB以上的IP路由器的控制层数据库以及100GB以上的电信呼叫路由数据库。

数据库管理系统——曾经与商业应用、台式机和web应用几乎完全关联在一起——为了满足当今电子设备的需求而经过了长足的发展。设计师经常采用的内存数据库系统(IMDS)是在主存中存储记录,因此可以消除许多延时源,比如通过硬连线接进数据库管理系统的缓存和文件管理,这些源将数据永久存储在硬盘或闪存中(下图1显示了这些延时源)。因此与传统“硬盘上的”数据库管理系统相比,内存数据库系统的执行速度可以快好几个数量级。它们的设计也更简单,可以最大限度地减少对CPU周期的需求,进而允许使用更小功耗和更低成本的处理器。

图1:传统(磁盘上)数据库系统中的延时源。
图1:传统(磁盘上)数据库系统中的延时源。

然而,易失性有时是一个使人担心的因素。当发生断电或系统故障时,主存中的内容将消失。一些应用可以容忍这种风险。例如,存储在机顶盒中的基于RAM的电子节目指南在发生电源故障时会丢失,但利用有线电视头端或卫星接收机中的信息可以很快重建。然而,其它许多电子设备要求更高等级的数据库持久性和可恢复性。举例来说,一些医疗设备要求记录随时间变化的症状以支持临床决策——这些数据在发生电源故障时不能突然消失。网络路由器和交换机通常将配置数据永久地存储在闪存中。将这种配置数据保存在内存中也是有意义的,可以实现更快的重启——但数据需要是可恢复的。面临DRAM易失性挑战的还有“读取”指纹或脸部的扫描仪。为了允许或拒绝访问安全设施,扫描仪需要将这些数据与存储在设备上的内存数据库系统中的生物特征数据进行匹配。如果访问控制系统发生了故障,系统必须能够很快恢复。

应用例子:内存数据库系统和工业控制器

在工业控制系统中,在控制器中集成内存数据库系统可以支持‘扁平的’控制系统架构。数据在这种架构中存储和处理,一些控制决策在独立控制器层产生;而在相反(和传统)的层次化系统架构中,存储在控制器层的数据通常被限制用于控制变量。

应用例子:内存数据库系统和工业控制器

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内存数据库系统? 数据持久性? 易失性? NVDIMM?

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