スマートスキャン - AWS 規範ガイダンス
への移行 AWS

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スマートスキャン

Exadata は、データベース対応ストレージサブシステムを使用して、SQL 処理の一部をストレージセルサーバーに移動することで、データベースサーバーから処理をオフロードします。Exadata スマートスキャンは、オフロードされたフィルタリングと列射影によってデータベースサーバーに返されるデータの量を減らすことができます。この機能は、大規模なデータセットを処理する際の 2 つの主な課題を解決します。ストレージレイヤーからデータベースサーバーへの巨大で不要なデータの転送と、必要なデータのフィルタリングに費やされた時間とリソースです。スマートスキャンはセルオフロード処理の重要な機能であり、データファイルの初期化、HCC 解凍、その他の機能も含まれています。

Smart Scan からのデータフローをシステムグローバルエリア (SGA) バッファプールにバッファすることはできません。スマートスキャンには、プログラムグローバルエリア (PGA) にバッファされる直接パス読み取りが必要です。Smart Scan を使用するには、SQL ステートメントがいくつかの要件を満たしている必要があります。

  • SQL ステートメントによってクエリされるセグメントは、ASM ディスクグループ設定cell.smart_scan_capable属性が に設定されている Exadata システムに保存する必要がありますTRUE。

  • フルテーブルスキャンまたはインデックス高速フルスキャンオペレーションを実行する必要があります。

  • SQL ステートメントに関係するセグメントは、直接パス読み取りオペレーションを実行するのに十分な大きさである必要があります。

Exadata システムで Smart Scan の効率を評価するには、次の主要なデータベース統計を考慮する必要があります。

  • physical read total bytes – オペレーションがストレージサーバーにオフロードされたかどうかに関係なく、データベースによって発行された読み取りオペレーションの I/O バイトの合計量。これは、データベースサーバーから Exadata ストレージセルに発行された合計読み取りオペレーションをバイト単位で示します。この値は、ワークロードを調整せずに AWS に移行する際に、AWS のターゲットプラットフォームが満たす必要がある読み取り I/O 容量を反映します。

  • cell physical IO bytes eligible for predicate offload – Smart Scan に入力され、述語オフロードの対象となる読み取りオペレーションのバイト単位の量。

  • cell physical IO interconnect bytes – データベースサーバーとストレージセル間の相互接続を介して交換される I/O バイトの数。これには、スマートスキャンによって返されるバイト数、スマートスキャンの対象ではないクエリによって返されるバイト数、書き込みオペレーションなど、データベースとストレージノード間のすべてのタイプの I/O トラフィックが含まれます。

  • cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan – スマートスキャンオペレーションのためにセルから返される I/O バイト。これはスマートスキャンの出力です。

  • cell physical IO bytes eligible for predicate offload – この値を物理的な読み取り合計バイト数と比較して、スマートスキャンの対象となる読み取り操作の合計数を把握できます。cell physical IO bytes eligible for predicate offload (スマートスキャンの入力) と cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan (スマートスキャンの出力) の比率は、スマートスキャンの効率を示します。主に読み取りオペレーションを含む Exadata システムの場合、 cell physical IO interconnect bytes returned by smart scan と の比率は Smart Scan への依存関係を示すcell physical IO interconnect bytesことができます。ただし、 にはコンピューティングサーバーとストレージサーバー間の書き込みオペレーション (ASM ミラーリングを使用) の 2 倍の数cell physical IO interconnect bytesも含まれているため、必ずしもそうとは限りません。

これらのデータベース I/O 統計と Exadata 固有のメトリクスは、AWR レポートから取得するかV$ACTIVE_SESSION_HISTORY、V$SYSSTAT、、 などの基盤となる V$ ビューを直接クエリすることで取得できますV$SQL。

次の例では、Exadata システムから収集された AWR レポートから、データベースは 5.7 Gbps の読み取りスループットを要求し、そのうち 5.4 Gbps がスマートスキャンの対象でした。スマートスキャン出力は、データベースとコンピューティングノード間の相互接続トラフィックの合計 395 MBps のうち 55 MBps に寄与しました。これらの統計は、スマートスキャンへの依存度が高い Exadata システムを指します。

Oracle AWR レポートからの Smart Scan 依存関係データ

V$SQL ビューの次の列を使用して、SQL レベルで Smart Scan の効率と依存関係を評価できます。

  • IO_CELL_OFFLOAD_ELIGIBLE_BYTES – Exadata ストレージシステムでフィルタリングできる I/O バイト数。

  • IO_INTERCONNECT_BYTES – Oracle データベースとストレージシステムの間で交換された I/O バイト数。

  • PHYSICAL_READ_BYTES – モニタリング対象の SQL によってディスクから読み取られたバイト数。

次のクエリ出力は、SQL ID を持つ SQL クエリの Smart Scan の利点を示していますxn2fg7abff2d。

select
  ROUND(physical_read_bytes/1048576) phyrd_mb
  , ROUND(io_cell_offload_eligible_bytes/1048576) elig_mb
  , ROUND(io_interconnect_bytes/1048576) ret_mb
  , (1-(io_interconnect_bytes/NULLIF(physical_read_bytes,0)))*100 "SAVING%"
  from v$sql
  where sql_id = 'xn2fg7abff2d' and child_number = 1;
 PHYRD_MB      ELIG_MB     RET_MB  SAVING%
----------     ---------- ---------- ----------
 10815             10815   3328     69.2%

Smart Scan がワークロードに与える影響をテストするには、システム、セッション、またはクエリレベルで cell_offload_processingパラメータを FALSE に設定することで、この機能を無効にできます。たとえば、SQL ステートメントの Exadata Storage Server セルオフロード処理を無効にするには、以下を使用できます。

select /*+ OPT_PARAM('cell_offload_processing' 'false') */ max(ORDER_DATE) from SALES;

データベースセッションの Exadata Storage Server セルオフロード処理を無効にするには、次の Oracle データベース初期化パラメータを設定できます。

alter session set CELL_OFFLOAD_PROCESSING=FALSE;

Exadata データベース全体の Exadata Storage Server セルオフロード処理を無効にするには、以下を設定できます。

alter system set CELL_OFFLOAD_PROCESSING=FALSE;

への移行 AWS

ワークロードを最初に Exadata に移行するときは、スキーマインデックスを削除してフルテーブルスキャンを優先するなど、スマートスキャンを優先する一般的な方法として、いくつかの設計変更が実装されます。このようなワークロードを Exadata 以外のプラットフォームに移行する場合は、それらの設計変更を元に戻す必要があります。

Exadata ワークロードを に移行するときは AWS、スマートスキャンを使用するクエリのパフォーマンスを最適化するために、以下の調整アクションを検討してください。

  • メモリ最適化インスタンスを使用し、バッファヒット率を高めるためにより大きな SGA を設定します。

  • 最適ではない実行プランで実行されるクエリを特定し、I/O フットプリントを削減するように調整します。

  • db_file_multiblock_read_count および などのオプティマイザパラメータを調整しoptimizer_index_cost_adjて、完全なテーブルスキャンを回避します。

  • 適切な圧縮オプションを選択します。

  • 必要に応じて追加のスキーマインデックスを作成します。