透过世博分析DB2数据库服务器选型

本文从数据处理能力、可靠性和投资成本几个方面来分析DB2数据库对服务器的具体要求，为您揭示DB2服务器选型的关键因素，供您参考。

2010年上海世博会即将于5月正式揭开它的神秘面纱，从世博会的信息化通气会上了解到，负责世博会预约服务管理系统的是长江计算机公司。该公司以 Windows Server操作系统+DB2数据库作平台，力求稳妥高效的解决世博会开幕前庞大的票务和各种预约服务的IT系统压力。

我们就DB2数据库服务器的选型，从数据处理能力、可靠性和投资成本几个方面来分析DB2数据库对服务器的具体要求，并结合即将到来的世博会案例，揭秘其选型的关键所在。

什么是DB2数据库？

DB2数据库是IBM研制的一种关系型数据库系统，凭借优秀的可伸缩性、良好的大规模并行特性广泛应用于大型数据库系统。由于采用了数据分级技术，能够使集群内的数据很方便的下载到本地LAN数据库服务器，衔接了客户机/服务器用户对数据库集群的访问，使数据库本地化和远程连接尽可能的透明。也因此，从大型集群到单用户环境，包括Linux、OS/2和Windows平台，DB2都有一席之地。

从DBA（数据库管理员，英文是Database Administrator，简称DBA）的角度来看，DB2定位于高层次的数据利用性、完整性、安全性和可恢复性。从小规模到大规模的数据库应用均可以流畅的运行在DB2上——这一点需要特别说明，传统SQL数据库在并行调用到一定规模之后，数据库性能会有较大的下滑——而DB2恰恰在设计之初就是为了解决这类问题。

2006年IBM发布了DB2的第九个版本，其最大的特点就是率先实现了可扩展标记语言(XML)和关系数据间的无缝交互，而无需考虑数据的格式、平台或数据库位置。可以说，DB2 9是一款划时代的数据库产品，它结合了关系型数据库和层次型数据库二者的特点，从而成为了混合型数据库——各种DBMS特性仍然存在的同时，能够非常好的支持XML数据。

DB2 9对服务器选型是一个考验

基于以上两种特性的DB2 9对服务器选型来说明显是一个考验。首先，关系型数据库对计算并行性有较高要求，由于关系索引需要在各分支关系树中以尽可能快的速度进行，因此在并行计算的同时也对计算速度(主频等)有严格的要求——某一子进程返回结果造成的延迟会影响整个数据库的性能。另一方面，层次型数据库在逐层递归索引时，容易对服务器I/O造成巨大压力。以往DBA们在处理典型的层次型数据库时，通常采用增大服务器内存的方式，以保证一次性载入足够多的数据，以消减服务器内部I /O瓶颈，但处理器对内存的访问又成为掣肘的关键。

由于DB2更适用于企业级海量数据库的部署，因此上述两类对计算能力和内存响应的要求均只是性能层面的;真正困扰企业DBA的是如何保证数据库的可靠性和稳定性。分布式数据库配合庞大的集群固然可以保证业务的连续性，但其数据中心规模所带来的运营成本在今天也成了企业IT部门的心病——据IDC调查，每花1美元采购数据中心设备，就将增添8美元的运营成本(还不包括电费)。因此，如何能够在满足性能和稳定性的前提下，尽可能的减少DB2数据库硬件的假设成本，才是目前企业所面临的核心问题。#p#

兼顾计算与I/O性能 至强7500助力DB2

可以看出，DB2数据库对服务器的苛刻要求让DBA们难以选择合适的解决方案：既要并行计算能力强大，其主频(不能过低)还要能把保证单线程计算强度，此外还需要“内存敏感”，以使得I/O方面没有瓶颈。

让我们先来看看以往的解决方案：首先是RISC架构小型机。IBM Power系列处理器一贯以来都走着高主频路线，然而其Power 6系列处理器区区4个核心在并行计算上显得有些不足。而另一大RISC旗帜SPARC系列处理器，倒是走了多核心路线，但为了维持功耗而牺牲主频的做法使得SPARC处理器在“主频敏感”型计算中处于劣势。

按照传统的做法，DBA们只有承受昂贵的投资，接受“小型机集群”以弥补处理器造成的短板。而x86平台虽然价格便宜，但以往在并行计算性能以及可靠性上很难满足DBA的需求。直到去年至强5500系列处理器发布，凭借Nehalem架构强悍的并行能力和优异的内存控制一举在双路领域赢得DBA们的青睐，而今年发布的至强5600更是以32nm六核12线程的超强性能接替至强5500为双路至四路的数据库服务器提供了充分的升级空间。

但是在四路以上的大型企业级应用领域呢?3月底，英特尔发布了至强7500系列处理器，凭借8核16线程的强悍并行能力以及优秀的4通道DDR3内存控制器横扫x86平台——为八路及以上服务器带来“革命性”的性能提升。据官方数据表示，至强7500的内存带宽比至强7400高9倍，运行数据库程序时的性能则是后者的2.5倍，整数运算性能为至强7400的1.7倍，浮点运算性能则是至强7400的2.2倍。而且，由于使用了4个QPI接口，让服务器厂商无须借助其他控制器芯片，就可以扩展到8路服务器。

从前面分析的两大需求来看，至强7500的并行计算性能已然是目前x86平台最高产品，而单核计算性能毕竟和主频挂钩。至强7500的主频在 2.26GHz，在笔者的DBA朋友中有质疑的，认为这主频并不高，比一些动辄3GHz以上的主频要低。但是要知道，至强7500有英特尔Turbo Boost睿频技术，可以根据工作负载，动态的提升主频10%左右——甚至可以关闭其他低负载内核，将单核主频提升至4GHz以上。笔者的DBA朋友在听到解释后也为之惊讶：“这也太聪明了吧。”英特尔所提倡的“智能计算”理念中的重要一环就是处理器能动态调节工作状态。#p#

另一方面，对于DB2数据库的“内存敏感型”需求(比如前文提到的层次型数据库)来说，至强7500拥有无与伦比的优势——四通道DDR3内存的支持以及四条QPI带来的6.4GT/s极限内部互联速率。对于CPU来说，还有一个重要的I/O瓶颈，就是CPU内部的高速缓存。

简单说明一下，CPU读取数据时，先从高速缓存中索引，如果搜索到相关数据就可以很快返回给CPU计算。如果没有需要的数据，就会去内存中索引，也因此我们经常会认为加大系统内存，同时提高系统内存的带宽(也就是访问内存的速度)可以提升性能。那么，从本源上看，如果提升CPU缓存不是更有效么。是的，但是成本太高，而且CPU内寸土寸金，受制于工艺制程也不可能集成太多(上一代至强7400二级缓存9MB，三级缓存16MB)，如今的至强7500 凭借45纳米工艺集成了16MB二级缓存和24兆三级缓存，也就提升了CPU在内部索引数据的成功率，大幅度提升了I/O水平——这种效率是叠加的(请自行理解)。

可以看出，尽管DB2数据库对服务器要求很高，尤其是CPU方面，在计算性能和内存I/O方面对处理器要求可以说很苛刻。而至强7500通过睿频和超线程技术解决了DB2数据库对CPU主频和并行能力的双重要求，并以强悍的内存支持和超大缓存将系统I/O延伸到一个新的高度。最后要提一下DBA们关注的可靠性问题，至强7500首次引入了多达22条的RAS特性，所构建的MCA架构大大保证了数据库服务器系统的可靠性。

从成本上看，x86平台低廉的价格和强大的生态环境支持使企业在部署DB2数据库时的成本投资相对要少很多。而从运营维护上来看，至强7500的性能远超以往的x86处理器，可以实现更多路整合，也就变相节约了投入和电费。