Exadata Smart Flash Cache

Le Exadata Smart Flash Cache (ESFC) est un composant essentiel de la plateforme Exadata, conçu pour optimiser les performances d'entrée/sortie (E/S).

Voici un aperçu des concepts clés :

1. Introduction

Qu'est-ce que le Smart Flash Cache d'Exadata ?

Exadata Smart Flash Cache (ESFC) est un mécanisme de mise en cache haute performance dans Oracle Exadata qui exploite le stockage flash pour accélérer les opérations de lecture et d'écriture de la base de données.

En mettant intelligemment en cache les données fréquemment consultées, l'ESFC réduit considérablement la latence des E/S sur disque, ce qui en fait un élément crucial pour l'optimisation des performances des bases de données.

Pourquoi c'est important pour la performance des bases de données

Les systèmes de stockage traditionnels reposent sur des lecteurs de disques mécaniques, qui introduisent une latence importante dans les opérations de lecture et d'écriture.

L'ESFC améliore les performances en

• Réduction du temps nécessaire à la recherche des données.
• Optimisation des charges de travail à forte intensité de transactions, telles que l'OLTP.
• Améliorer le débit global du système en réduisant l'encombrement des disques. Ces avantages font de l'ESFC une fonction essentielle pour les entreprises qui exploitent des bases de données très performantes.

2. Comprendre le Smart Flash Cache d'Exadata

Présentation du cache Smart Flash Exadata

Exadata Smart Flash Cache est une couche de stockage flash à grande vitesse résidant dans les serveurs de stockage Exadata.

Il agit comme un intermédiaire entre le stockage sur disque et les serveurs de base de données, en veillant à ce que les données fréquemment consultées soient facilement disponibles dans le cache, ce qui réduit les temps d'accès.

Principales caractéristiques et avantages

1. Mise en cache automatique : Le système décide intelligemment des données à mettre en cache en fonction des schémas d'accès.
2. Compression du cache Flash : Augmente la capacité effective du cache flash, ce qui permet de stocker davantage de données.
3. Cache Flash Write-Back (WBFC) : Permet aux écritures d'être mises en cache avant d'être écrites sur le disque, réduisant ainsi la latence d'écriture.
4. Smart Flash Logging (ESFL) : Accélère l'écriture des journaux de base de données en exploitant le stockage flash.
5. Optimisé pour les charges de travail OLTP : Amélioration significative de la vitesse des bases de données transactionnelles.

Différences par rapport à la base de données Flash Cache

• ESFC (Exadata Smart Flash Cache) : Fonctionne à la niveau de stockage et dessert toutes les bases de données accédant à Exadata.
• DBFC (Database Smart Flash Cache) : Fonctionne à la niveau de l'instance de la base de données, ce qui permet d'étendre le cache tampon.
• L'ESFC prend en charge efficacement les lectures et les écriturestandis que DBFC étend principalement le cache tampon pour les lectures.

3. Cas d'utilisation en situation réelle : système de transaction de détail à haute performance

Défis en matière de performances sans Smart Flash Cache

Dans un environnement de vente au détail, un magasin en ligne traite des milliers de transactions par seconde.

Sans Exadata Smart Flash Cache :

• Les requêtes de base de données s'appuient sur stockage sur disque mécanique, ce qui conduit à des taux élevés de Temps de latence des E/S.
• Les requêtes à forte intensité de lecture, telles que la recherche de la disponibilité des produits, de l'expérience, etc. des temps de réponse lents.
• Les opérations lourdes en écriture (par ex, mise à jour de l'inventaire, traitement des paiements) sont retardé par des goulets d'étranglement au niveau des disques.

Gains de performance avec le Smart Flash Cache

Lorsque Exadata Smart Flash Cache est activé :

• Les données d'inventaire fréquemment consultées sont mis en cache dans la mémoire flashréduisant ainsi les temps de recherche.
• Les transactions OLTP sont traitées plus rapidement car les écritures sont temporairement stockées dans la mémoire flash avant d'être écrites sur le disque.
• Le augmentation du débit global de la base de données, ce qui permet au système de gérer un plus grand nombre de transactions simultanées.

Résultats et indicateurs de performance

Comparaison avant et après l'activation du Smart Flash Cache :

4. Comment vérifier si Exadata Smart Flash Cache a été utilisé ?

4.1 Vues du système pour l'utilisation du cache Flash

Vues V$SYSSTAT et V$SESSTAT

Pour vérifier si Smart Flash Cache a été utilisé, interrogez les statistiques du système :

SELECT name, value
FROM v$sysstat
WHERE name LIKE 'cell flash%';

Statistiques clés :

• hits de lecture du cache flash de la cellule → Nombre de lectures effectuées à partir du cache flash.
• hits d'écriture du cache flash de la cellule → Nombre d'écritures gérées par le cache flash.

Statistiques sur la décharge cellulaire (V$SYSSTAT)

Pour confirmer le déchargement de la mémoire :

SELECT name, value
FROM v$sysstat
WHERE name LIKE 'cell%offload%';

Mesure clé : octets non comprimés de l'IO cellulairequi indique le volume de données traitées à l'aide du transfert de stockage.

4.2 Mesures au niveau du stockage Exadata

Métriques du serveur de stockage Exadata (V$CELL_FLASH_CACHE)

Pour suivre l'utilisation du cache flash au niveau de la couche de stockage :

SELECT flashcachemode, object_name, reads, writes
FROM v$cell_flash_cache
WHERE object_name IS NOT NULL;

Utilisation de CellCLI sur les cellules de stockage

Exécutez la commande suivante sur un serveur de stockage Exadata :

CellCLI> list metriccurrent where name like 'FLASH%'

Les principaux indicateurs sont les suivants :

• FLASH_CACHE_HITS
• FLASH_CACHE_MISS

4.3 Surveillance des performances SQL et rapports

Surveillance de SQL dans Enterprise Manager (OEM)

Oracle Enterprise Manager fournit des rapports détaillés sur l'utilisation du cache flash. Voir sous :

• Rapports de surveillance SQL → Vérifier la présence de Déchargement de cellules statistiques.

Rapport sur le référentiel automatique des charges de travail (AWR)

Générer un rapport AWR et localiser le Statistiques du cache Flash Exadata section :

CELL FLASH CACHE STATISTICS
============================
Cell flash cache read hits          102,345
Cell flash cache write hits         56,789

Exemple de mesures du cache Flash dans un rapport AWR

Cherchez :

• hits de lecture du cache flash de la cellule
• hits d'écriture du cache flash de la cellule Cela confirme que la mémoire cache flash a été utilisée.

Surveillance SQL en temps réel

Utilisation Surveillance SQL en temps réel, vérifier :

• Section E/S de la cellule → Identifie si le délestage d'Exadata et le cache flash ont été utilisés.

5. Meilleures pratiques et optimisation des performances

Quand utiliser Exadata Smart Flash Cache ?

• Idéal pour Applications OLTP avec un volume de transactions élevé.
• Convient le mieux à ensembles de données fréquemment consultés comme les index et les tables de consultation.
• Fonctionne bien avec charges de travail hybrides (OLTP + analytique).

Optimisation de la configuration du cache Smart Flash

• Activer le mode d'écriture en arrière : Si votre charge de travail bénéficie d'écritures rapides.
• Utiliser la compression Flash Cache : Permet de mettre en cache davantage de données.
• Régler IORM (I/O Resource Manager) : Prioriser les charges de travail critiques pour l'utilisation du cache flash.

Éviter les pièges les plus courants en matière de performances

• Toutes les données ne doivent pas être mises en cache → Utiliser des stratégies de mise en cache pour optimiser le stockage flash.
• Assurer un dimensionnement correct du cache flash → La surcharge de la mémoire cache avec des données inutiles peut réduire l'efficacité.
• Contrôler les taux de réussite de la mémoire cache → Ajuster les politiques de mise en cache en fonction hits de lecture du cache flash de la cellule métriques.

6. Conclusion

Résumé des principaux enseignements

• Le Smart Flash Cache d'Exadata réduit la latence des E/Soptimiser les opérations de lecture et d'écriture.
• Le Write-Back Flash Cache accélère les écritureset de l'utilisation de l'Internet, ce qui profite aux charges de travail OLTP et mixtes.
• Les vues du système et les outils de surveillance SQL permettent de vérifier l'utilisation du cache flash..
• Un réglage et une configuration appropriés permettent de maximiser les gains de performance.

Prochaines étapes et lectures complémentaires

• Explorer la documentation Oracle sur Exadata pour des informations techniques plus approfondies.
• Expérimenter les vues du système Exadata pour comprendre l'impact sur les performances.
• Contrôler l'efficacité du cache flash à l'aide des outils de contrôle AWR et SQL.