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DB高速化の現実解(前)--パフォーマンス不足のDBを簡単/確実に高速化せよ

企業システムが抱えるデータの量が増大するに伴い、バッチ処理や検索処理の応答時間も低下していき、ついには業務に支障を来たすように……。言うまでもなくDBの高速化が急務だが、しかしシステムのリプレースや改修にはコストやリスクが付き物だ。一体どうすればいいのか?

 企業システムが取り扱うデータの量が年々増え続ける中、多くの企業が「データベース(DB)システムのパフォーマンス不足」に頭を悩ませている。

 ここ10年ほどの間でサーバの性能は劇的に向上し、サーバ仮想化技術を利用して複数の業務システムを単一サーバ上で安定して稼働できるようになった。しかしその一方で、データを格納するDBシステムはさほど大きな性能向上を果たせておらず、サーバの処理性能の足を引っ張ってしまっているのが実情だ。その結果、処理データ量が増えれば増えるほどDBがボトルネックとなり、業務システム全体のスループットが低下していってしまうのだ。

 特にこうした弊害が顕著に表れるのが、夜間バッチ処理だ。それまで夜間の内に完了していたバッチ処理が、データ増加に伴い処理時間が徐々に伸びていき、ついには始業時間までに完了しなくなってしまう「バッチ突き抜け問題」に、今多くの企業が頭を悩ませている。また、近年のビッグデータのトレンドを受け、経営層や業務部門ではリアルタイムデータ分析のニーズが起こりつつあるが、これもやはりDBのパフォーマンスに悩まされている企業も多いのではないだろうか。

 このように、企業システムのあらゆる用途において、今DBシステムのボトルネック解消が急務となっているのである。

DB性能のボトルネックのほとんどはI/Oとストレージの性能不足にあり

 では、DBがボトルネックになってしまう具体的な原因は、一体どこにあるのだろうか?これには大別すると、「ソフトウェアが原因のケース」と「ハードウェアが原因のケース」がある。

 まずソフトウェア側の原因としては、アプリケーションやDBの構造、SQL文、パラメータ設定などに問題があるケースが考えられる。これを解決するには、アプリケーションやDBの造りを根本から見直す作業が必要だ。具体的には、DBの構造やSQL文の記述の中から性能のボトルネックになっている部分を見つけ出し、部分的に改修するか、あるいは場合によっては全面的にアプリケーションやDBを作り直す必要がある。

 言うまでもなく、こうした作業には膨大な手間やコストが掛かり、またそもそも作業に必要なスキルを備えたエンジニアを確保できるかどうかも分からない。このように極めてハードルが高くなるため、業務システムの刷新のタイミングでもない限り、手を付けにくいのが実際のところだろう。なお、場合によってはパラメータのチューニングだけでDBを高速化できることもあるが、目を見張るような効果が得られることはごくまれだ。

 一方、ハードウェア側の原因としては、主にハードウェア処理能力が不足しているケースが挙げられる。この場合、原因がCPU性能やメモリ容量の不足にあるのであれば、最新のCPUと大容量メモリを備えたマシンにリプレースすれば、業務システムやDB構造に手を付けなくても性能は改善される。だが実際には、DBシステムはピーク時の性能を想定してCPU性能やメモリ容量に余裕を持って設計されている場合が多いため、それらがボトルネックになっているケースはそう多くない。

 実際には、ハードウェア側の問題で最も多いのは、I/O帯域やストレージ性能の不足だ。大量のデータを扱うDBシステムでは、HDDへの読み書きが頻繁に発生する。I/O帯域やストレージ性能が不足すると、この部分に遅延が発生するため、いくらCPU性能やメモリ容量に余裕があっても十分に活用されず、結果としてDBの性能が出ないのだ。

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