neoDBMS2: Hardware/Software Co-Design für skalierbare NDP-fähige DBMS mit NDP-Modifikationsoperationen auf cache-kohärent-angeschlossenen intelligenten und skalierbaren Massenspeichersystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Koch; Professor Dr.-Ing. Ilia Petrov
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419942270

Bei dem vorliegenden Antrag (neoDBMS2) handelt es sich um einen Fortsetzungsantrag, der auf den erfolgreichen Ergebnissen der ersten Phase aufbaut. Mit der gegenwärtigen Verbreitung von cache-kohärenten Schnittstelen zwischen host und Beschleuniger/intelligenten Massenspeichersysteme wie CXL, verfolgt neoDBMS2 Architekturen für NDP-fähige, post-Moore‘sche DBMS auf heterogenen Systemen. In diesem Zusammenhang, zielt neoDBMS2 darauf ab, die folgenden zentralen Forschungsfragen zu untersuchen. 1) Es sollen Ansätze untersucht werden, die es einem intelligenten Massenspeichersystem ermöglichen, Modifikationen (Updates) nahe dem Datenspeicherort, also hardware-beschleunigt als NDP-Operationen durchzuführen, und gleichzeitig die transaktionale Konsistenz und Synchronisation mit allen Host-seitigen DBMS-Operationen zu wahren. Ferner, ist die Untersuchung von leichtgewichtigen Synchronisations-Mechanismen geplant, die über ein cache-kohärentes Protokoll wie CXL.cache- ablaufen, sowie die entsprechende leichtgewichtige Logging- und Wiederherstellungsansätze. 2) Es ist für neoDBMS2 geplant, neue Arten von Systemen behandeln, die ein Hybrid zwischen den heutigen performanten scale-up und verteilten scale-out Systemen darstellen. Wir zielen darauf ab, unsere Architektur für größere Datenvolumina und -durchsätze besser zu skalieren und Multi-NDP-Geräte-Systeme anzugehen. 3) neoDBMS2 verfolgt die Untersuchung heterogener paralleler Ausführungsmodelle, mit denen die Hardware-/Software-Grenze für ein NDP-System flexibel überschreiten kann. Darüber hinaus zielen wir auf feingranulare kooperative Ausführungsmodelle ab, mit denen NDP-Ergebnisse an das Host-DBMS zurückgegeben werden, sobald sie zur Verfügung stehen und somit die DBMS- und NDP-seigen Verarbeitung überlagert werden kann um höhere Leistung zu erzielen. Nicht zuletzt werden geeignete NDP-Abstraktionen und Datenstrukturen untersucht unter dem Blickwinkel, dass auf die gleichen Datenstrukturen und Datenlayouts gleichzeitig über die Host-Engine und die CPUs sowie von heterogener NDP-Hardware zugegriffen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen