University thesis:
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2014
Footnote:
Parallel als Druckausg. erschienen
Systemvoraussetzungen: Acrobat reader
Description:
Mehr und mehr Datenbankmanagementsysteme (DBMS) verarbeiten die Daten nur noch im Hauptspeicher oder speichern gar die ganze Datenbank dort, um schnell darauf zugreifen zu können. In diesen Systemen ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit nur durch den Prozessor beschränkt, da die Daten nicht erst von der Festplatte geladen werden müssen. Grafikkarten (GPUs) haben vor kurzem CPUs überholt, wenn man reine Verarbeitungsgeschwindigkeit betrachtet. Die Forschung hat zudem gezeigt, dass sie neben der Bildverarbeitung auch zur Lösung von Problemen anderer Bereiche genutzt werden können. Allerdings können nicht alle Algorithmen die Vorteile der GPU-Architektur nutzen. Zunächst müssen sie angepasst werden, um Daten parallel im SIMD-Stil zu verarbeiten. Außerdem muss beachtet werden, dass die Daten erst über den PCI-Express-Bus transferiert werden müssen, über den Grafikkarten mit dem Speicher verbunden sind. In dieser Arbeit werden Aufgaben in DBMSen untersucht, die auf die Grafikkarte ausgelagert werden können. Es wird gezeigt, dass Anfrageoptimierung, Anfrageverarbeitung und Applikationslogik unter Umständen schneller auf der Grafikkarte ausgeführt werden können als auf der CPU, aber auch, dass sich nicht jede Aufgabe dafür eignet .Durch detaillierte Beschreibung, Implementierung und Evaluierung vier unterschiedlicher Beispiele wird erklärt, wie passende Aufgaben identifiziert und portiert werden können. In jedem Fall ist es nicht vorteilhaft, die Grafikkarte zu benutzen, wenn die Datenmenge zu gering ist, um die Verarbeitung auf alle verfügbaren Kerne zu verteilen. Zudem ist es wahrscheinlich, dass die CPU schneller zu einem Ergebnis kommt als die GPU, wenn nicht der ganze Datensatz in den Grafikspeicher passt. Demzufolge muss die Entscheidung, wo die Verarbeitung stattfindet, zur Laufzeit gefällt werden. Sie hängt ab von den verfügbaren Implementierungen, der Hardware, den Eingabe-Parametern und den Eingabe-Daten. Es wird ein lernbasiertes System vorgestellt, das an Hand vergangener Ausführungen entscheidet, welche Art der Verarbeitung die beste ist.