9 月《中国数据库行业分析报告》重磅发布！关键词：软硬兼施，创新融合

2022 年 9 月 23 日
湖北
本文字数：3718 字
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为了帮助大家及时了解中国数据库行业发展现状、梳理当前数据库市场环境和产品生态等情况，从 2022 年 4 月起，墨天轮社区行业分析研究团队出品将持续每月为大家推出最新《中国数据库行业分析报告》，持续传播数据技术知识、努力促进技术创新与行业生态发展，目前已更至第六期。

9月《中国数据库行业分析报告》已正式发布（点击即可跳转，欢迎大家下载查阅），本期报告介绍了墨天轮“中国数据库流行度排行”、国内外新品发布、业内大会与投融资最新情况，由此展现当前数据库市场发展前沿动态。

多个数据库研究报告显示，随着新型硬件成本逐渐降低，充分利用新兴硬件资源提升数据库性能是未来数据库发展的重要方向之⼀。适配新硬件、打造新架构，将成为数据库技术发展的重要趋势。本期报告重点介绍了 CPU、存储、网络几大数据库相关新兴硬件，从技术与学理角度对探索软硬结合实践进行了详尽分析。同时，报告展示了几则业内典型数据库一体机解决方案，介绍其技术特性与优势的同时揭示了融合发展新趋势。

一、数据库排行榜及前沿动态

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9 月中国数据库流行度排名分析

2022 年 9 月的墨天轮中国数据库流行度排行榜火热出炉，相比上月新增两个数据库，本月榜单前十名中，上月排名第四的 OceanBase 势如破竹，本月排名夺得第二名，取得了里程碑式的突破。此后也涌现了一批黑马，例如 SequoiaDB 时隔 7 个月后重归第 11 名、AntDB 排名上升两位至第 16 名、YashanDB 本月排名突飞猛进上升 33 个位次至第 37 名，皆在 8 月表现不俗，分散在各个领域发光发热。

9 月，墨天轮中国数据库流行度排行榜正式推出数据库分类排行榜，将数据库按照模型划分为关系型、键值、列簇、图形、空间、向量、时序以及搜索等八类，进行筛选展示。“报告统计”一栏，将各模型总数、得分趋势进行统计。“分类统计”中主要是针对现有数据库的属性进行数量统计。此页面的改进是为了方便大家可以从不同的维度了解各个数据库的流行度趋势。

国内外数据库行业发展动态

2022 年 8 月 19 日-21 日，由 CCF 主办，CCF 数据库专业委员会、哈尔滨工业大学（威海）承办，烟台大学协办的第39届CCF中国数据库学术会议（ NDBC 2022）)在威海成功举行。会议举行了大数据智能治理与分析新技术论坛、数据库产业论坛、CCF-华为胡杨林基金-数据库专项论坛、国际化论坛、数据库系统人才培养论坛、软件学报专刊论坛等 6 个分论坛，研究生学术辅导班，系统演示专场以及 4 个大会论文分组报告。本届大会关注数据库领域所面临的新挑战，新问题和新方向，着力反映我国数据库技术研究的最新进展。

技术层面，2022 年 7 月，Oracle 在 21.7 版本引入了 PDB 层的 Data Guard 可用性特性（简称：DGPDB），这个多租户新的 Data Guard 特性将用来替代传统的 CDB 架构层的 DataGuard。

近期业内投融资也有不少最新动态。8 月，自研原生 NewSQL 分布式数据库软件 YaoBase 完成千万元种子轮融资；向量数据库技术的开创者 Zilliz 完成 6000 万美元 B+ 轮融资。更多公司介绍、产品特点及其发展历程大家可以通过报告查看具体内容。

二、数据库相关新兴硬件盘点

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传统数据库硬件架构与软硬兼施的未来发展趋势介绍

计算机出现之后，通过操作系统将 CPU、内存、存储、网络等硬件资源进行了统一管理、调度和控制。早期，数据与程序一样，以简单的文件作为主要存储形式。以这种方式组织的数据在逻辑上更简单，但可扩展性差，访问这种数据的程序需要了解数据的具体组织格式。当系统数据量大或者用户访问量大时，应用程序还需要解决数据的完整性、一致性以及安全性等一系列的问题。因此，必须开发出一种系统软件，它应该能够像操作系统屏蔽了硬件访问复杂性那样，屏蔽数据访问的复杂性，由此产生了数据管理系统，即数据库。

研究显示，随着硬件技术的不断进步、新型硬件成本逐渐降低，充分利用新兴硬件资源提升数据库性能是未来数据库发展的重要方向之一。软件技术和硬件技术相结合，有望为数据库不断带来突破性进展。

详解 CPU、内存、存储、网络技术

CPU、内存、存储、网络技术等，都在展现出巨大的创新发展优势。本期报告则围绕这几大新兴硬件技术进行详解解析与探讨，本文仅截录部分文字、图片展示。

高性能的计算机，可能会有六核或者八核 CPU，而这也将成为中央处理器的重要方向。而 GPU（图形处理单元）与 TPU（ 张量处理单元）也因其特有架构使计算机的不同性能得以增强，其中，并行计算技术使 GPU（图形处理单元）成为现代超级计算的重要组成部分，这也引发了全球人工智能热潮。此外，DPU（ Data- Processing Unit ）作为一种新型可处理器，比标准 CPU 更快、更高效、更低的成本处理所有虚拟化的功能，DPU 已经成为了以数据为中心的加速计算模型的第三个计算单元，DPU 与 CPU 、GPU 组成未来计算的三大支柱。第二章开篇则围绕多核、GPU、TPU、DPU 以及 FPGA 可编程专用处理器对处理器技术进行了详尽解析，此处仅截取部分内容。

在介绍内存技术原理与实践这部分内容中，报告展开分析了双倍数据速率同步动态随机存取存储器（ Double Data Rate SDRAM）简称 DDR SDRAM 或 DDR RAM，以及 DDR5 的原理与优势。此外，由于现有常规 DRAM 设计的局限，存储器容量的扩展难以突破既定量级，因此需要全新的存储器接口技术，CXL（全称为 Compute Express Link）这一开放性互联协议则可将内存带宽和/或容量扩展到主机处理器的原生 DDR 内存通道允许的范围之外，报告对这一部分展开了具体阐释。同时介绍了 CXL 生态系统中的软件领导者——MemVerge 的技术原理、核心价值与优势实践，此处仅截取部分内容。

此外，报告针对大内存的源头——持久内存（ PMem）的技术特性与运行模式也进行了介绍，同时分析了存储级内存技术 SCM（是 DRAM 与 SSD 的中介，作为一种高速读写的非挥发性记忆体技术，用来改善系统整体 I/O 效能）的技术原理以及全球厂商在 SCM 领域的探索、四类在研的 SCM 主流介质，此处摘选报告截图进行展示。

同时，在存储方面与网络技术方面，报告选取了固态硬盘（SSD）与软件定义存储（SDS）的技术原理与代表产品、特性优势等也进行梳理介绍。此外，相较于以太网 TCP/IP 网络，RDMA 直接内存访问技术是为了解决网络传输中服务器端数据处理的延迟而生，报告对此展开了具体介绍；并介绍了新的数据存储协议——NVMe 存储网络 NVMe-oF 的优势、特性，目前基于这一相对较新的高速存储协议的 SSD 速度可达到 3500 MB/s 以上。更多内容大家可以通过报告查阅。

三、软硬结合的学术探索实践

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在这一部分，报告选取了 SIGMOD 2022、VLDB 2021 以及 ICDE 2022 三大数据库顶级会议中数据库新型硬件相关最新论文展示了该领域最新研究实践。

其中存储部分介绍了 X-SSD 架构，这一基于事务日志工作负载设计的固态硬盘，它设计了一种新的存储架构，其中包含基于 PM 和 NAND 闪存的本地网络存储，能够支持支持数据库日志存储和复制。

处理器部分则介绍了能够实现加速 OLTP 数据库的图形处理器 Gacc0，实现了一种复制存储方案，在 CPU 中保存所有数据的主副本，而在 GPU 中保存数据的副副本。报告中则对此技术的实现原理进行了具体介绍。

在内存技术方面，展示了混合 PMem-DRAM 持久哈希索引 Halo 架构的架构图与实现原理、组件结构等。同时介绍了基于 RDMA 的分布式 B+树索引 Sherman 的架构特性与性能实践，这一技术可以在商用 RDMA 网卡中提供高性能。以下展示部分截图，更多内容可查阅报告。

此外，报告还介绍了基于 Flash 的高效时序数据缓存系统设计——TSCache 以及基于 GPU 空间数据库引擎的硬件——SPADE 的架构与实现原理、特点性能等内容。并对一种新的“智能”存储中间件——分析数据库的统一缓存存储系统 Crystal 进行了具体介绍，感兴趣的朋友可以查阅报告了解关注。

四、软硬融合一体化产品实现

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数据库软件通过不断适应硬件能力，在性能上可以不断作出突破，打破传统数据库的边界，找到更广阔的应用场景，为企业创造价值。适配新硬件、打造新架构，成为数据库技术发展的重要趋势。本期报告则对数据库一体机这一软硬结合解决数据库的性能瓶颈的技术解决方案进行了介绍，并选取了 OracleExadata X9M 以及几则国内厂商的软硬融合实践与相关的数据库一体机产品及其发展、优势特点等进行了介绍。以下为报告部分内容截图，更多精彩欢迎大家查阅报告了解。