Exadata System Software 25.1

※本ページは、”Exadata System Software 25.1“の翻訳です。

Exadataのテクニカルニュースを1か所で確認できるように、Exadata System Softwareのリリースが利用可能になり次第 https://blogs.oracle.com/oracle4engineer/category/o4e-exadata に掲載します。

Exadata製品管理およびエンジニアリング・チームは、Exadataシステム・ソフトウェアの最新リリースであるExadata System Software 25.1の提供を発表します。Exadata System Software 24ai以前のリリース上に構築された25.1リリースでは、重要な新機能が導入されました。既存の機能を強化して、Oracle Databaseをオンプレミスまたはクラウドで実行するための最適なプラットフォームとしてExadataの立場を固めます。AI、Exascale、パフォーマンス、高可用性、セキュリティおよび管理機能のハイライトの概要をお読みください。

AI Smart Scan Adaptive Top-K Filtering, Vector Distance Projection, and BINARY vectors

Exadata System Software 24aiとOracle Database 23aiは、既存のアプリケーションを使用して新しいアプリケーションを構築したり、既存のアプリケーションにセマンティック検索機能を追加したり、新しい人工知能技術とパターンを活用したりできる、画期的なAI Vector Search機能を新たに導入しました。Exadataは、AIベクトル検索問合せをデータベース・サーバーからストレージ・サーバーにオフロードし、Exadataのスケールアウト・アーキテクチャを活用して、優れたハードウェア・コンポーネントと独自のソフトウェア・アルゴリズムおよび最適化を解き放つことで、これらのユースケースを独自に高速化します。これをAIスマートスキャンと呼びます。

AIスマート・スキャンの基本概念は、Exadataスマート・スキャンとコア・コンセプトは同じです。データをSQL処理に、から、SQL処理をデータに移動します。Exadata System Software 24aiでは、まさにこれを実行しました。Exadata以外のシステムでのベクトル検索クエリでは、大量のデータを破棄し、最後に最も関連性の高いTop-K の結果に到達する前に、各ベクトル間の距離を計算するために、大量のベクトルデータをストレージからデータベースに送信する必要があります。Exadataは、問合せを透過的にストレージ・サーバーにオフロードし、ストレージ・サーバー上のベクトル間の距離計算を自動的にパラレル化し、最終処理のためにTop-Kベクターと関連するビジネス・データのみをデータベース・サーバーに送信します。その結果、パフォーマンスが30倍向上しました。

Adaptive Top-K Filtering

Exadata System Software 25.1では、Top-Kの計算をさらに最適化して、各ストレージ・サーバーが稼働中のTop-Kを維持し、ストレージ・サーバーからデータベースに送信されるデータの量をさらに削減しました。

では、どのようにしてTop-Kを計算するのでしょうか？ESS 24.1 での動きを振り返ってみます。各ストレージ・サーバーは、スキャンされた各ディスク上のRegion（リージョン）のTop-Kベクターを決定します。これらのTop-Kの結果および問合せでリクエストされたその他の列は、すべてのストレージ・サーバーからデータベース・サーバーに送信されます。前述の例に戻ると、スキャンされたディスク上のすべてのリージョンについて、そのリージョンのTop-Kが決定されます。そのデータはマージのためにデータベースに戻され、最終的なTop-Kが決定されました。

ESS 25.1では、このすべてのデータをデータベース・サーバーに送信するのではなく、（その多くはグローバルなTop-Kが決定されると無関係になります）、各ストレージ・サーバーは、ローカルで実行中のTop-Kを保持し、既存のセットを改善するベクトルのみを反映するように更新されます。つまり、ストレージ・サーバーで問合せのTop-Kを追跡すると、ストレージ・レイヤーでの無関係なデータをフィルターすることで、データベース・サーバーに返されるデータ量が最大4.69倍削減されるようになりました。

Adaptive Top-K Filtering

Vector Distance Projection

Exadata System Software 25.1は、ストレージ・サーバーごとにTop-Kの結果と初期入力ベクトルの間の距離を再計算することで、CPUリソースを大量に消費する処理を、データベース・サーバーではなく、ストレージ・サーバーで実行し、すでに計算されたベクトル距離をデータベース・サーバーに投影(戻す)します。ベクトル距離プロジェクションは、ベクトル検索問合せを最大4.6倍高速化し、データベースに送信されるデータ量が最大24倍少なくなります。処理する必要がない場合は、ベクトルをデータベース・サーバーに送信する必要はありません。

BINARY Vectors

Database 23aiリリース・アップデート5 (23.5)では、初期Database 23aiリリースで追加された既存のFLOAT32およびFLOAT64ベクトル・ディメンション形式に加えて、INT8およびBINARYベクトル・ディメンション形式が追加されました。INT8およびBINARYベクトルはストレージ使用効率が高く、FLOAT32とくらべて最大32分の一のストレージで済み、92%を超える精度を維持しながら最大40倍高速な距離計算を可能にします。つまり、INT8またはBINARYベクトルを使用すると、領域が節約され、問合せは他のディメンション形式とほぼ同じ精度で高速に実行されます。

CREATE TABLE SUPPORT_INCIDENTS (id              NUMBER,
                                incident_text   VARCHAR2(1000),
                                incident_vector VECTOR(1024, BINARY));

Exadataでは、AIスマート・スキャンにより、INT8およびBINARYディメンション形式のベクトルのAI問合せパフォーマンスがそれぞれ最大8倍および32倍高速化され、一方でFLOAT32と比較して92%を超える精度が維持されます。

binary_vector_int8_vector

Exascale Free Space Management

Exadata Exascaleは、Exadataシステム・ソフトウェアに組み込まれたクラウドの新しいインテリジェントなデータ・アーキテクチャです。この新しいアーキテクチャの主要コンポーネントは、データベース・サーバーからストレージ管理を切り離し（疎結合）、ストレージ・サーバー間およびストレージ・サーバー内のデータを管理するようにしたことです。すべてのストレージ・クラスタおよびデータベースのエクステントを総合的に管理することで、Exascaleは、ディスク・ドライブまたは容量最適化フラッシュ・デバイスに障害が発生した場合、ストレージ・プール内のストレージ・サーバーの台数およびタイプに応じて、データを正常にリバランスするために必要な空き領域を、最大29%から最大3%に削減しました。これは、Exadataプラットフォームのサイジングの設定時に、容量、可用性、コストのバランスをとる必要があるマシン管理者にとって大きな改善です。

Reduced Exascale Storage Pool Reserved Free Space for Rebalance

Exadataでは、各ストレージ・サーバーは障害グループです。3台のストレージ・サーバーで構成する場合、障害が発生したディスクまたはフラッシュ・デバイスを再構築して冗長性を維持するために、ストレージ・サーバー内で十分な空き領域が必要になります。ただし、4台目(またはそれ以上)のストレージサーバーを追加した場合は、障害の発生したディスク上のデータを別のサーバーにリバランスして、ターゲット・パートナー・ディスクの数を増やし、操作を確実に成功させるために必要な空き領域を大幅に削減することが可能です。必要な予約済空き領域には、Exascaleストレージ・プールが両方を同時に有効にするため、高い冗長性と通常の冗長性で格納されたファイルが含まれます。

Exascale Volume Clone のエンハンスメント

Simplified Exascale Volumes Thin Clone Creation

Exascaleの一部としてExadata System Software 24aiで導入されたExascale Volume は、ブロック・デバイスを共有Exadataストレージ・サーバーに作成してExadataデータベース・サーバーにマウントし、ACFS、XFS、ext4などのファイル・システムを使用できるようにする、Exadataの新機能です。Exascale Volume は、ファイル・システム・ストレージに加えて、VMイメージ・ファイルを共有ストレージに格納することで、高密度な仮想マシン構成(オンプレミスのX10Mデータベース・サーバー1台毎に最大50VM)を可能にするためにも使用されます。共有Exadata Exascaleストレージは、Exascale Volume がRDMA対応であるため、ファイルシステムおよびVMイメージの使用可能な容量を大幅に増やし、パフォーマンスを向上させます。

管理者は、既存のExascale Volume から読取り専用スナップショットと、フルまたはシン読取り/書込みクローンを作成できます。スナップショットは、ボリューム・クローンを作成するための前提条件です。ボリューム・クローンを作成する前に読取り専用スナップショットを作成することは、同じ時点から複数のクローンを同時に必要とする場合に便利です。

Exadata System Software 25.1以降、Exascale Volume Clone を自動的かつ透過的に作成すると、必要な読取り専用スナップショットが作成され、単一のボリューム・クローンが必要な場合の操作ステップが削減されます。

Automatic Acceleration of ASM Rebalance（ASMリバランスの自動高速化）

Exadata上のASMは、管理者がASMがリバランス操作を実行する速度をチューニングまたは設定する機能を長年提供してきました。ASMリバランスは、ディスクの交換時またはストレージの追加または削除時に発生します。名前が示すように、各ディスクのデータ量が分散されるように、ストレージ・サーバー全体でエクステントがリバランスされます。「正しい」リバランス能力を判断するには、リバランス操作がどの程度強力であるかを説明するため、データベース・ワークロードの継続的な監視と理解が必要です。リバランス・パワーが大きいほど、リバランスの実行が速くなり、冗長性が早くリストアされます。逆も同様で、リバランス・パワーが少ないほどリバランスの実行が遅くなり、データベースI/Oパフォーマンスの影響が最小限に抑えられます。

このリリース以降、Exadataシステム・ソフトウェアは、23ai Grid Infrastructureと組み合せて、データベースのI/Oを継続的に監視し、ASMリバランス・パワーを最大化するために、リバランスの強度を自動的に調整するようになり、データベースのパフォーマンスに影響を与えずにエクステントのリバランスにかかる時間を短縮します。リバランス・パワーを自動的かつ動的に調整し、ディスク障害後の冗長性を最大3.6倍高速にリストアし、ストレージ・サーバー更新後の再同期操作を2倍高速化し、ストレージ・サーバーの追加を最大2.6倍高速化します。

Automatic Acceleration of ASM Rebalance

Oracle Linux with the Unbreakable Enterprise Kernel

このリリースでは、ExadataでOracle Unbreakable Enterprise Kernel (UEK) 7が導入され、分析問合せのパフォーマンスを最大20%高速化できる優れたスケジューラや、Oracle Database 23aiバイナリの実行可能命令部分を Huge Pages にロードする機能など、大幅な改善が実現され、OLTPのパフォーマンスが最大12%向上します。Exadataは、最も重要なデータベース・ワークロードの実行で知られており、プラットフォーム上のオペレーティング・システムおよびカーネルをアップグレードする際には、非常に慎重なアプローチをとります。この場合、OSはOracle Linux 8 Update 10に残り、カーネルは最新のUEK 7 Update 3にアップグレードされます。このアプローチにより、お客様とサード・パーティ・アプリケーション・ベンダーは、OS上のアプリケーション、ツールおよびユーティリティを十分に認証できます。カーネルをアップグレードすることで、お客様が必要以上に頻繁にOracle Linuxリリースをアップグレードする必要なく、最新の機能と修正が提供され、将来のイノベーションの基盤を築くことができました。

RDMA over Converged Ethernet (RoCE)ネットワーク(X8M以降)を持つすべてのExadataシステムの場合、カーネルはベア・メタル・サーバー、KVMホスト、KVMゲストでUEK 7にアップグレードされます。X8およびInifiBandネットワークを使用する以前のシステムでは、Dom0ドメイン(仮想化用にデプロイされたデータベース・サーバー)はOracle Linux 7でUEK 6にアップグレードされ、ベア・メタル・サーバー、仮想マシン(DomU)はOracle Linux 8 UEK 6を引き続き実行します。

ユーザーに追加されたLinuxパッケージをデータベース・サーバーの更新時に保持するように

お客様は、バックアップ・ユーティリティ、モニタリング・エージェント、セキュリティ・アプリケーションなど、データベース・サーバーに追加のソフトウェアをインストールします。多くの場合、これらのパッケージには、Exadataに付属する軽量なOracle Linuxディストリビューションに含まれていない追加のLinux RPM (依存関係)が必要です。お客様は、このような依存関係を解決するために、標準のLinuxユーティリティを使用して必要なRPMをインストールできます。データベース・サーバーの更新中、サードパーティ・ソフトウェアに必要な追加パッケージは、依存関係の競合を解決するために更新が必要になることがよくあります。このリリースより前は、このような競合を解決するためにこれらの追加パッケージおよびソフトウェアをアンインストールし、パッチ・マネージャ(patchmgr)を使用してデータベース・サーバーを更新してから、追加のパッケージおよびソフトウェアを再インストールしました。

Exadata System Software 25.1以降、管理者は事前チェック・フェーズとアップグレード・フェーズの両方でpatchmgrを使用して追加のLinuxパッケージを管理できます。これにより、patchmgrは依存関係と競合を解決し、環境に必要なソフトウェアを削除する必要がなくなります。

Simpler Linux Package Dependency Management

ストレージ・サーバーのアップグレードを高速化

多数の操作を最適化および並列化することで、ストレージ・サーバーの更新が以前のリリースと比較して最大1.45倍高速化されました。これにより、更新が高速化され、ストレージ・サーバーの停止時間が短縮されます。これにより、各サーバーでリプレイする必要のあるデータが少なくなるため、再同期フェーズが加速されます。

一元管理のスケーラビリティ

dcliユーティリティを使用すると、Exadataサーバー全体で集中管理が容易になります。管理者は、イメージ情報、cellcli、dbmcliなどのLinuxコマンドを複数のサーバーに同時に実行できます。このリリースでは、dcliはクラウドスケールのExadataデプロイメントにシームレスにスケーリングされるため、1つのdcli実行で数百から数千のサーバーを管理できます。

高可用性のためのRoCEネットワーク・レジリエンス・カバレッジの向上

Exadata System Software 24aiで導入されたexaportmonは、Exadataのプライベート・ネットワークを継続的に監視するすべてのExadataデータベースおよびストレージ・サーバー上の新しいプロセスです。各データベースおよびストレージ・サーバーには、デュアルポート 100GbE/s RDMA over Converged Ethernet (RoCE) と、プライベートIPアドレスがあり、クラスターの安定性を確保し、クラスターの停止を回避するためには高可用性である必要があります。各サーバーが接続されているRoCEリーフ・スイッチの構成の誤りまたは停止によって、オンラインに見えるがネットワーク・トラフィックが流れることができない停止したポートが発生する可能性があります。Exaportmonは、停止したスイッチ・ポートを自動的に検出し、停止したポートのIPアドレスをデータベース・サーバーまたはストレージ・サーバー上の他のアクティブなRoCEポートに移動して、ネットワーク・トラフィックをフローできるようにします。Exaportmonは、スイッチ・ポートの問題が解決された後、IPアドレスを元のポートに自動的に戻します。

このリリースでは、Exaportmonは、ネットワーク・パケットの破損を送信する(または他の対症的な動作を示す)ネットワーク・トラフィックが流れるオンラインのRoCEスイッチ・ポートを監視します。この場合、Exaportmonはヘルシーで無いスイッチを識別し、データベース・サーバーまたはストレージ・サーバー上のヘルシーで無いスイッチに関連付けられたポートをシャットオフします。この継続的な監視と障害シナリオ検出および回避の増加により、Exadataの全体的な可用性が向上します。

RDMA Network の更新

Exadataのプライベート・ネットワークは、アーキテクチャ、パフォーマンス、安定性およびセキュリティ全体にとって不可欠です。X7および新しいデプロイメント用のRDMA over Converged Ethernet (RoCE)およびInfiniBandスイッチは、次のリリースに更新されました。

Exadata X8M以降(X8M-X10M) – Cisco RoCEスイッチがNX-OS 10.3.6に更新
Exadata X7およびX8デプロイメント- InfiniBandスイッチが2.2.17-2に更新

Exadataのすべての更新と同様に、スイッチの更新は、高可用性を維持するためにローリング方式で適用されます。

Exadata Cache Statistics (ecstat) の更新

Exadataシステム・ソフトウェア24ai (24.1)で使用可能になったExadataキャッシュ統計(ecstat)ユーティリティは、Exadataストレージ・サーバー内のExadataフラッシュ・キャッシュに関する詳細なリアルタイム・インサイトを提供します。topやiostatなどのLinuxユーティリティと同様に、ecstatはクライアント・データベースのI/Oをメディア・タイプおよびI/O Reason 別に分解し、ワークロード、スループットおよびパフォーマンスを可視化します。

Exadata System Software 25.1の ecstat の新機能では、フラッシュ・キャッシュのバイパス理由、上位フラッシュ・キャッシュ領域コンシューマおよび上位I/Oコンシューマに関するインサイトを提供します。

ecstatは、リアルタイム監視のためにストレージ・サーバー上で直接実行でき、Exawatcherが収集するデータに自動的に含まれます。

ecstat

ecstat 25.1

Secure-by-Default

Exadata System Software 20.1では、Exadata Secure RDMA Fabric Isolation (短縮形では Secure Fabric)という優れたセキュリティ機能が導入されました。Secure Fabricは、X8以前のマシンで使用していた Infiniband Partitioning に似ていて、X8M以降の新しいExadataデプロイメントに利用できます。これにより、RDMA over Converged Ethernet (RoCE)のプライベート・ネットワークを使用して、仮想マシン・クラスタ間の横断的な不正アクセスを許可することがなくなります。Secure Fabricは、異なる部門や顧客が同じ共有物理インフラストラクチャを使用し、強力な分離とセキュリティ要件を持つ統合環境とクラウド環境において、セキュリティを大幅に向上させます。

Exadata System Software 25.1および2024年10月のOracle Exadata Deployment Assistant (OEDA)では、新しいX8Mおよび新しい仮想化デプロイメントに対してSecure Fabricが自動的にデフォルトで選択されます。これにより、新しいオンプレミス・デプロイメントが、クラウド内のX8Mおよび新しいExadataデプロイメントと一致し、これらはすべてSecure Fabricが構成された状態でデプロイされます。

ハードウエア、 Grid Infrastructure、 Database の最小要件

ハードウエア

Exadata System Software 25.1は、すべてのX7 (X7-2およびX7-8)および新しいExadata Databaseマシンおよびストレージ拡張ラックで使用可能です。

Grid Infrastructure と Database

Exadata System Software 25.1には、Oracle DatabaseおよびGrid Infrastructureに対する次の最小ソフトウェア要件があります。

サポートされている最小のOracle Grid Infrastructureリリース:
- リリース19c: バージョン19.23、2024年4月リリース更新(RU)
- リリース23ai: バージョン23.5 (2024年7月)
サポートされている最小のOracle Databaseリリース:
- リリース19c: バージョン19.21、2023年10月リリース更新(RU)
- リリース23ai: バージョン23.5 (2024年7月)

Exadata System Software

リリース25.1.0に更新する前に、既存のシステムで必要なOracle Exadata System Softwareの最小バージョン:

Oracle Exadata System Software 22.1.18 (2023年12月)
Oracle Exadata System Software 23.1.9 (2023年12月)
Oracle Exadata System Software 24.1.0 (2024年5月)

詳細は、My Oracle Supportのノート888828.1を参照してください。

詳細情報

Exadata Database Machineの「システム概要」の「Oracle Exadata Database Machineの新機能」の章には、Exadata System Software 25.1リリースの詳細が記載されています。Oracle Exadata Database Machineのドキュメントはこちらから入手できます。

Exadata System Software 25.1