数据库管理222期 2024-07-22
数据库管理-第222期 RDMA&CPU（20240722）
作者：胖头鱼的鱼缸（尹海文）
Oracle ACE Pro: Database（Oracle与MySQL）
PostgreSQL ACE Partner
10年数据库行业经验，现主要从事数据库服务工作
拥有OCM 11g/12c/19c、MySQL 8.0 OCP、Exadata、CDP等认证
墨天轮MVP、年度墨力之星，ITPUB认证专家、专家百人团成员，OCM讲师，PolarDB开源社区技术顾问，HaloDB外聘技术顾问，OceanBase观察团成员，青学会MOP技术社区（青年数据库学习互助会）技术顾问
圈内拥有“总监”、“保安”、“国产数据库最大敌人”等称号，非著名社恐（社交恐怖分子）
公众号：胖头鱼的鱼缸；CSDN：胖头鱼的鱼缸（尹海文）；墨天轮：胖头鱼的鱼缸；ITPUB：yhw1809。
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又是几天没写文章了，虽然神清气爽，但也手痒。
之前写过几篇和RDMA相关的内容，也做了几版PPT，在PG分会广州站、PG大会和华为稼先社区演讲了相关内容，与很多业内前辈、专家、朋友进行了交流，在这一期融合大家的观点并加入自己的思考进行总结。
1 NIC释放CPU
其实RDMA除了本身在网络层面的高带宽与低延迟以外，在内存至网络过程中的“预处理”的减少，也降低了延迟，同时让CPU不需要去做网络封包解包中的复制操作（当然也能较少操作系统内核层面在网络处理的指令数量）。
结合我之前的文章《数据库管理-第175期 深入探索CPU性能（20240424）》中提到的，CPU核心在同一个时间点只能做一件事情，而在OLTP系统的数据库中，数据库请求应当尽快的获取CPU资源。将网络相关本应使用CPU处理的内容转交给网卡，那么对于CPU来说就相当于释放出了更多的资源，也能更好的服务与数据库本身。
2 时间模型
在与行业专家的沟通过程中，有人提出，在数据同步的场景中，特别是基于日志的数据同步，那么每一次数据同步请求花最长的时间是在日志应用层面，网络传输时间的减少从整体来看收益并不高。
但是结合上一节，首先节省出来的CPU资源可以供数据库处理更多的请求。换一个角度，如果这是一个TPS过万的系统，那么每个请求哪怕只是减少1%（或者对等微秒级，更何况不止1%），那么带来的CPU内时间节省也是十分可观。
当然如果数据库的同步方式是流复制或者物理复制的话，直接对内存块进行更新而不是使用日志重做，那么RDMA带来的优势在单个数据库请求上就会更加明显。
3 不仅是内存
RDMA不仅可以使得内存通过网络“直连”，也可以让PMEM（非易失性内存，比如傲腾）和基于PCIe总线的使用NVMe协议的SSD通过RDMA进行加速。在Exadata除了存储节点向计算节点的快速IO支持，另一方面计算节点尤其是日志写入会多路同时向PMEM和Flash SSD写入，率先完成的即算成功。这一RDMA技术的使用大幅降低了Redo和归档日志的写入延迟，提升了事务操作的写入性能。同时这也节省了存储节点的CPU占用，其CPU可以更好的用于Exadata Storage Software的相关特性。
总结
本期算是RDMA相关的最后一期，一个总结。
老规矩，知道写了些啥。
