Plattner vs Ellison: Hintergrund:
In-Memory-Datenbanken - Traum und Wirklichkeit
Als sich vor kurzem die beiden IT-Größen und ewigen Rivalen Larry Ellison (Oracle) und Hasso Plattner (SAP) mal wieder eine saftige Redeschlacht in zwei Interviews lieferten, ging dabei vor lauter Getöse beinahe das spannende ursprüngliche Thema unter: Die Zukunftstechnologie so genannter In-Memory-Datenbanken.
(Fortsetzung des Artikels von Seite 5)
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Auch wenn Oracle-Chef Ellison sie für Humbug hält, sind IMDB teils schon Realität. (Bild: Wilm Ihlenfeld, Fotolia.com)
Beinahe war man schon geneigt das neuerliche Rededuell der beiden ewigen Segel- und Verbal-Rivalen der IT-Branche Hasso Plattner (SAP [1]) und Larry Ellison (Oracle [2]) einfach nur als einen weiteren unter vielen Schlagabtäuschen abzutun (siehe: Interview-Schlammschlacht: Plattner vs Ellison [3]). Doch wer dennoch genau hinhörte, konnte aber doch einiges erleben: So hatten sich Hasso Plattner und sein PR-Stab sichtlich viel Mühe gegeben, kreativ wie überzeugend auf Ellisons relativ schlichte Vorwürfe zu antworten, die teils einfach nur nahe an tumben Beleidigungen lagen. Als passende Replik hatte Plattner sich selbst interviewt und dabei eine ganze Tirade kleiner Spitzen gen Ellison zurück geschossen.
Und nicht nur in Sachen Medienwirksamkeit zeigte sich Plattner dem Oracle-Chef deutlich überlegen: Auch inhaltlich war er wesentlich besser informiert als Ellison, dessen Äußerungen den Datenbank-Experten und QlikTech-Geschäftsführer Ulrich Beckmann, in seinem Gastkommentar bei uns nur noch verwundert staunen ließen, »wie ignorant Larry Ellison dieses Thema mit einer nicht nachvollziehbaren Argumentation von Komplexität gleich für die nächsten Jahrzehnte vermeintlich vom Tisch wischt.« (siehe: Plattner vs Ellison: And the winner is... [4])
Welche Potentiale tatsächlich in der Technologie der In-Memory-Datenbanken schlummern und welche Vorteile sie Unternehmen bieten könnten, erklären im Folgenden die drei Experten Daniel Palme (Diplom-Informatiker und Softwareentwickler), Matthias Kolonko (Diplom-Wirtschaftsinformatiker (FH) und Softwareentwickler) bei der AraCom [5] Software GmbH, und Markus Palme (freiberuflicher Softwareentwickler). (Gut zuhören, Larry...)
Inmemory-Datenbanken: Basics
Daniel Palme, Diplom-Informatiker und Software-Entwickler.
Inmemory-Datenbanken (kurz IMDB) sind seit der lautstarken Auseinandersetzung der Herren Ellison (Oracle) und Plattner (SAP) in aller Munde.
Hasso Plattner schreibt der Inmemory-Technologie enormes Potential zu. Die SAP-IMDB-Lösung stünde - so Plattner - kurz vor der Marktreife und könne so in Kürze die klassischen Datenbanksysteme ablösen. Dies wiederum hält Larry Ellison für »völligen Irrsinn«.
Realitäts-Check: IMDBs kommen bereits heute in zunehmendem Maße zum Einsatz und ermöglichen die Entwicklung immer komplexerer Softwareprodukte. Auch beim Social Media Giganten Facebook werden bedeutende Teile der riesigen Datenbasis im Arbeitsspeicher gehalten.
Klassische Datenbanksysteme lagern die Daten auf der Festplatte und laden sie nur bei Bedarf. Um einen Datensatz zu ändern wird zunächst eine Kopie der Daten in den Speicher geladen und anschließend werden die gewünschten Änderungen vorgenommen. Danach werden die geänderten Daten wieder auf der Festplatte gespeichert. Um die Geschwindigkeit zu maximieren kommen bei den meisten Systemen ausgefeilte Caching-Mechanismen zum Einsatz: Häufig benötigte Datensätze verbleiben dabei im Speicher und Berechnungen werden im Vorfeld einer Abfrage ausgeführt.
Vor- und Nachteile der IMDB
Matthias Kolonko, Diplom-Wirtschaftsinformatiker (FH) und Softwareentwickler.
Festplatten sind auch heute noch der Flaschenhals bei der Datenübertragungsge-schwindigkeit. Dies wird deutlich, wenn man bedenkt, dass Festplattenzugriffe in Millisekunden, Zugriffe auf Arbeitsspeicher jedoch in Nanosekunden gerechnet werden. Zudem benötigen Festplattenzugriffe meist auch Prozessorzeit, um die Daten von der Festplatte in den Arbeitsspeicher zu laden. Während dies bei rein lesendem Zugriff durch das Caching ausgeglichen werden kann, wirkt sich dieser Effekt bei Änderungen aufgrund des ACID-Prinzips voll aus. ACID ist ein Akronym, das die Anforderungen an eine Datenbank beschreibt – diese sollen atomar, konsistent, isoliert und dauerhaft sein.
Bei reinen IMDB-Systemen entfällt ein Großteil dieser Schritte, da die Daten vollständig im Arbeitsspeicher vorliegen. Soll hier ein Datensatz geändert werden, kann dies direkt im Speicher erfolgen – ohne den oben beschriebenen Overhead. Daher sind IMDB-Datenbanken schneller als klassische Datenbanksysteme und in gewissen Einsatzgebieten deutlich leistungsfähiger. Auch die internen Strukturierungsmaßnahmen, die hier auf Spalten statt auf Datensätze ausgerichtet sind, verringern pro Zugriff die Menge an zu bewegenden Daten und führen so ebenfalls zu mehr Tempo.
Eine Schwachstelle bei IMDB-Systemen ist aber, dass der Arbeitsspeicher flüchtig ist und bei Stromausfall die Daten verloren gehen. Daher haben Inmemory-Datenbanken den Nachteil, dass sie per se das ACID-Prinzip nicht gewährleisten können, weil sie den Grundsatz der Dauerhaftigkeit nicht erfüllen. Allerdings kann dem entgegengewirkt werden, indem man die Datenbankinhalte regelmäßig auf der Festplatte sichert, alle Transaktionen loggt und nach einem Fehler wieder einspielt oder auch nicht flüchtige Speicher (DRAM) einsetzt.
Hybride Datenbanktypen
Neben reinen IMDB-Systemen existieren auch sogenannte hybride Datenbanken, die Daten sowohl im Speicher als auch auf der Festplatte lagern. Typische Produkte sind SQLite und HSQLDB, diese können als reine Inmemory-Datenbanken oder in einem hybriden Modus betrieben werden. Zum Einsatz kommen sie beispielsweise in Programmen wie Firefox oder iTunes.
Das Hasso Plattner Institut ist laufend damit beschäftigt, die Performance von Inmemory-Datenbanken zu steigern und Schwachstellen zu minimieren. So soll höhere Leistungsfähigkeit erreicht werden, indem beim Lesen und Schreiben von Datensätzen nur die erforderlichen Spalten in den Speicher geladen werden. Daten, die man lediglich zu Revisionszwecken benötigt, sollen komprimiert werden um die gesamte Datenbank im Arbeitsspeicher lagern zu können. Ferner sollen Berechnungen aus den Anwendungen heraus in die Datenbank verlagert und Festplatten lediglich zu Archivierungszwecken eingesetzt werden. Und last but not least soll der OLAP-Würfel als Grundlage vieler Business Intelligence-Funktionen nicht nur als Aufsatz in einer zusätzlichen Schicht, sondern als integraler Bestandteil der IMDB angelegt werden.
Obwohl Larry Ellison die unmittelbar bevorstehende Marktreife der SAP-Inmemory-Datenbanken in gewohnt polarisierender Manier als »puren Nonsens« abtut, sind Inmemory-Datenbanken auch für Oracle kein unbekanntes Terrain. Der Softwarehersteller selbst bietet mit Oracle TimesTen ein entsprechendes Produkt an, das sich als Ergänzung zum normalen Datenbankserver betreiben lässt. Dennoch setzt Oracle in erster Linie auf klassische relationale Datenbanken.
Wer hat Recht?
Wer der beiden nun Recht hat, das wird erst die Praxis zeigen. Wie so häufig kommt es bei der Auswahl der passenden Datenbanklösung auf verschiedene Faktoren an, wie beispielsweise die Art der zu erfassenden Daten, die eingesetzte Hardware und die Anforderungen an die Datenbank. Das Problem der Datensicherheit muss Gegenstand weiterer Forschung sein und deren Ergebnisse bestimmen letztendlich die Einsatzmöglichkeiten.
Sicher ist schon jetzt: Die Anforderung an die Hardware ist bei IMDBs deutlich höher in Bezug auf die Sicherungsmechanismen gegen Datenverlust. Aufgrund der Möglichkeit, immer größeren Arbeitsspeicher einzusetzen (Stichwort 64-bit), muss dies aber kein Ausschlusskriterium mehr darstellen.
Ob der Einsatz von Inmemory-Datenbanken für kleinere Unternehmen wirtschaftlich sinnvoll ist, ist zweifelhaft. Ebenso ob es empfehlenswert ist, eine komplette Unternehmens-Datenbank lediglich im Arbeitsspeicher zu lagern. Teile davon oder aber eine Instanz einer Inmemory-Datenbank vor eine »normale« Datenbank zu schalten, wie es Oracle bei TimesTen praktiziert, ist sicher schon jetzt eine interessante Möglichkeit, die Performance der Datenbank zu verbessern. Wie die Marktpositionen der beiden Kontrahenten zu bewerten sind, ist schwer vorherzusagen - mit TimesTen hat Oracle jedoch zumindest ein fertiges Produkt zu bieten während von SAP bislang nur ein Prototyp zu sehen war.
Ausblick: No-SQL-Datenbanken
Neben dem Kampf der IMDBs gegen relationale Datenbanken gibt es einen weiteren höchst interessanten Schauplatz. In den letzten Monaten hat das Thema No-SQL-Datendanken einen regelrechten Hype erfahren. Relationale Datenbanken zeichnen sich durch referentielle Integrität zu jedem Zeitpunkt aus. Der Ansatz, die Performanz von solchen relationalen DBMS durch Clusterbildung zu steigern, stößt bei großen, verteilten Systemen wie sozialen Netzwerken an seine Grenzen. Das System ist ab einem gewissen Punkt nur noch damit beschäftigt, über die Rechnergrenzen hinweg einen konsistenten Stand der Daten sicherzustellen. No-SQL-Datenbanken weichen die harte Anforderung an Konsistenz auf (Stichwort: »Eventual consistency«) und gewinnen dadurch neue Freiheitsgrade, die sich in der Performanz und einer höheren horizontalen Skalierbarkeit widerspiegeln. Der Datenbankmarkt bleibt also auch abseits der Inmemory-Thematik weiter spannend.
*Gastautoren:
Daniel Palme, Diplom-Informatiker und Softwareentwickler bei AraCom Software GmbH
Markus Palme, freiberuflicher Softwareentwickler
Matthias Kolonko, Diplom-Wirtschaftsinformatiker (FH) und Softwareentwickler bei AraCom Software GmbH
[1] http://www.sap.com/germany/index.epx
[2] http://www.oracle.com/de/index.html
[3] http://www.informationweek.de/panorama/artikel-83521.html
[4] http://www.informationweek.de/infrastruktur/hard-und-software/artikel-84139.html
[5] http://www.aracom.de/
- 1. Seite: In-Memory-Datenbanken - Traum und Wirklichkeit
- 2. Seite: Inmemory-Datenbanken: Basics
- 3. Seite: Vor- und Nachteile der IMDB
- 4. Seite: Hybride Datenbanktypen
- 5. Seite: Wer hat Recht?
- 6. Seite: Ausblick: No-SQL-Datenbanken
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