一種基于向量索引的內(nèi)存OLAP星型連接加速新技術(shù)
摘要：星型連接是OLAP中重要的操作,事實表與維表基于星型連接執(zhí)行多維分析處理.星型連接的性能取決于連接性能.當前研究主要集中在如何在不同的處理器平臺上優(yōu)化哈希連接性能,然而如何獲得最優(yōu)的哈希連接參數(shù)或?qū)崿F(xiàn)是一個復(fù)雜的問題.哈希連接不依賴于模式的語義信息,然而卻可以在事實表與維表之間通過維映射特征進一步優(yōu)化連接性能.該文提出了一種新穎的面向OLAP負載的向量索引以提高事實表與維表之間的連接性能.從模式的角度來看,維表可以映射為向量索引,每一個事實表記錄可以直接映射到向量索引上的相應(yīng)位置,無須執(zhí)行基于值匹配的哈希連接操作.從實現(xiàn)技術(shù)的角度看,向量索引是一種位圖索引、字典表壓縮、主外鍵參照完整性約束和連接索引相結(jié)合的技術(shù).系統(tǒng)化的設(shè)計使向量索引可以扮演多種角色:(1)向量索引與位圖索引類似起到過濾作用;(2)向量索引相對于只存儲0或1的位圖索引使用更多的位來表示更多的信息;(3)映射或創(chuàng)建自動增長的主鍵作為向量索引地址并且更新相應(yīng)的外鍵,將主外鍵參照完整性約束轉(zhuǎn)換為向量參照約束;(4)外鍵連接操作簡化為通過外鍵值引用向量單元.基于向量索引,OLAP中代價大的星形連接可以抽象為向量索引計算,OLAP查詢可以簡化為基于向量索引的單表掃描處理.向量索引簡化的設(shè)計不僅可以提升性能,而且降低了在GPU平臺實現(xiàn)的復(fù)雜度.本文首先討論了向量索引機制和如何在數(shù)據(jù)庫中應(yīng)用向量索引;然后設(shè)計向量索引更新機制,以保證在更新時向量參照約束;最后提出基于向量索引的OLAP框架來提高內(nèi)存數(shù)據(jù)庫OLAP性能.基于向量索引的星型連接可以用作GPU上的OLAP加速器,使CPU可以將計算密集型負載轉(zhuǎn)移到高性能GPU平臺來加速OLAP處理.實驗結(jié)果表明向量索引更新代價較低,而向量引用性能收益較大.更重要的是,向
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