PolarDB:Decoupling tiga lapis PolarDB (CXL)

Cakupan penerapan

Versi kluster: MySQL 8.0.2 dengan versi mesin minor 8.0.2.2.31.1 atau lebih baru.

Cara kerja

Arsitektur tradisional menyulitkan dan mahal dalam melakukan scale-out resource memori. Untuk mengatasi tantangan ini, PolarDB for MySQL menggunakan teknologi CXL 2.0 untuk menyediakan arsitektur memori disaggregated inovatif PolarCXLMem. Arsitektur ini menggunakan pool memori CXL untuk memperluas DRAM. Pool tersebut terhubung langsung ke node komputasi, dan engine database dapat membaca serta menulis data di memori CXL menggunakan instruksi Load/Store native, sebagaimana mengakses memori lokal.

Dibandingkan solusi Remote Direct Memory Access (RDMA) tradisional, arsitektur PolarCXLMem tidak memerlukan tumpukan protokol jaringan yang kompleks atau penyalinan data. Hal ini menghindari overhead performa dan amplifikasi tulis. Arsitektur ini mencapai decoupling sejati antara komputasi dan memori, serta menawarkan opsi memori dengan performa mendekati DRAM, biaya lebih rendah, dan kapasitas lebih tinggi.

• Desain memori terpadu dan non-hierarkis

  Berbeda dengan solusi PolarDB three-layer decoupling (RDMA) yang mengakses memori remote melalui jaringan RDMA, PolarCXLMem menggunakan protokol CXL.mem untuk memetakan langsung perangkat memori CXL ke ruang alamat fisik host. Bagi kernel database, DRAM dan memori CXL membentuk Buffer Pool tunggal yang non-hierarkis. CPU menggunakan instruksi Load/Store native untuk mengakses langsung memori CXL sebagaimana mengakses DRAM lokal. Pendekatan ini menghindari overhead performa dan amplifikasi tulis akibat swapping halaman antar level memori yang berbeda.

• Koherensi cache tingkat hardware

  Protokol CXL.cache menjamin konsistensi data antara cache CPU dan memori CXL pada tingkat hardware. Hal ini menghilangkan kebutuhan perangkat lunak database untuk melakukan manajemen cache tambahan, sehingga menyederhanakan arsitektur dan meningkatkan efisiensi.

• Pemulihan dalam hitungan detik menggunakan persistent memory (PolarRecv)

  Teknologi PolarRecv memanfaatkan fitur persistensi memori CXL. Saat database crash, data Buffer Pool pada memori persisten CXL tidak perlu dipulihkan dengan mereplay redo log. Dengan PolarRecv, database dapat langsung memuat data dari memori CXL. Hal ini memungkinkan pemuatan dalam hitungan detik dan menurunkan recovery time objective (RTO) menjadi beberapa detik saja. Dalam skenario pengujian tertentu, kecepatan pemulihan dapat ditingkatkan lebih dari 40 kali lipat.

Manfaat

• Pengurangan biaya signifikan: Biaya per gigabyte memori CXL jauh lebih rendah dibandingkan DRAM lokal, sehingga mengurangi total biaya memori database Anda sebesar 30% hingga 50%. Resource komputasi dan memori juga dapat diskalakan secara elastis dan independen dengan model pay-as-you-go, yang mencegah pemborosan resource.

• Mengatasi keterbatasan kapasitas: Mengatasi batasan slot memori pada satu server fisik dan meningkatkan kapasitas memori satu node komputasi hingga 8 TB. Hal ini memungkinkan Anda menangani secara efektif skenario analisis dan kueri untuk dataset berukuran sangat besar.

• Performa mendekati DRAM: Dalam berbagai skenario workload online transactional processing (OLTP), seperti point queries, mixed reads, dan read-writes, penambahan memori CXL meningkatkan performa kluster sebesar 20% hingga 112%. Selain itu, teknologi eksklusif PolarRecv dan fitur persistensi memori CXL dapat mengurangi RTO pemulihan crash database lebih dari 40 kali lipat.

Skenario

• Online transaction processing (OLTP) intensif memori: Dalam skenario seperti media sosial, gaming, dan e-commerce, data inti seperti relasi pengguna, informasi produk, dan pesanan real-time harus berada di memori untuk memastikan akses latensi rendah. Anda dapat menggunakan memori CXL untuk menyimpan working set yang lebih besar secara hemat biaya di memori dan mengurangi overhead I/O.

• Analisis dan pelaporan data skala besar (analytical processing, atau AP): Untuk layanan yang memerlukan kueri kompleks dan analisis real-time terhadap dataset masif, kapasitas besar memori CXL dapat menampung lebih banyak data. Hal ini mempercepat pemrosesan kueri dan menghindari pembacaan disk berulang akibat kekurangan memori.

• Lingkungan pengembangan dan pengujian: Saat Anda mengonfigurasi spesifikasi memori besar untuk lingkungan pengembangan dan pengujian, memori CXL merupakan pilihan hemat biaya. Hal ini memungkinkan Anda mensimulasikan lingkungan produksi berkapasitas memori besar dengan biaya lebih rendah.

Laporan uji performa

Data performa berikut berasal dari lingkungan pengujian tertentu dan hanya untuk referensi. Performa aktual dapat bervariasi tergantung pada faktor-faktor seperti spesifikasi kluster, workload, pola data, dan pengaturan parameter.