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Effiziente Filteroperationen auf Intel Xeon Phis (Tim Mühlig)

Titel

Effiziente Filteroperationen auf Intel Xeon Phis

Art der Arbeit

Bachelorarbeit

Autor

Tim Mühlig

Zusammenfassung

Aufgrund des fortwährenden Anstiegs der Datenmengen in Datenbanken wird stetig mehr Rechenleistung benötigt, um diese zu verwalten. Diverse Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass durch die Auslagerung von Datenbankoperationen auf Grafikprozessoren (GPU), welche eine massiv-parallele Architektur besitzen, eine signifikante Leistungssteigerung erreicht werden kann. Da die neue Intel Xeon Phi Coprozessorarchitektur viele Eigenschaften einer GPU aufweist, könnte auch sie sich für den Einsatz in Datenbanksystemen eignen. In dieser Bachelorarbeit werden verschiedene Implementierungen für zwei essenzielle Datenbankoperationen (Scans und Sortieren) gezeigt und auf dem Coprozessor ausgewertet. Dabei stellt sich heraus, dass spezielle Anpassungen zur parallelen Programmausführung für einen effektiven Scan-Operator auf dem Intel Xeon Phi von sehr großer Bedeutung sind. Es zeigt sich, dass die Geschwindigkeit hauptsächlich von der verfügbaren Speicherbandbreite beschränkt wird. Im Vergleich ist eine optimierte Scan-Implementierung bis zu 400-mal schneller als eine nicht angepasste Variante. Auch beim Sortieren können große Geschwindigkeitsschübe durch Nebenläufigkeit erreicht werden. Nicht für die Architektur ausgelegte Sortierverfahren erzielen auf dem Coprozessor hingegen eine vergleichsweise schlechte Performance. Basierend auf diesen Ergebnissen ist anzunehmen, dass auch komplexere Operatoren von der Leistungsfähigkeit des Xeon Phi profitieren können.



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Prof. Dr. Jens Teubner
Tel.: 0231 755-6481
Sebastian Breß