“完美不是指不能添加任何東西，而是不能去掉任何東西…”

這句話出自法國(guó)作家安托萬(wàn)·德圣?？诵跖謇镉?939年創(chuàng)作的回憶錄《風(fēng)沙星辰》。如果你對(duì)作者的名字感到陌生，那你一定聽(tīng)說(shuō)過(guò)他之后的另一部作品：《小王子》。

此處引用這句話，是因?yàn)樾【幱X(jué)得這也正是Exadata一直以來(lái)所努力追求的目標(biāo)。

本文翻譯自O(shè)racle官網(wǎng)的Exadata 決策者指南（點(diǎn)擊文末“閱讀原文”可獲得英文版鏈接）。此文是決策者評(píng)估 Exadata 系列產(chǎn)品和云服務(wù)的指南，它涵蓋 Exadata 使用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)理念、技術(shù)基礎(chǔ)，以及網(wǎng)絡(luò)、硬件和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件如何在 Exadata 中協(xié)同工作。最后是對(duì) Exadata 各代的完整總結(jié)，將所有創(chuàng)新聯(lián)系在一起，形成一個(gè)連貫的演進(jìn)故事。

以下為中文翻譯，希望能幫助決策者了解Exadata的設(shè)計(jì)初衷和核心價(jià)值點(diǎn)。另外，大家都知道，Exadata被稱(chēng)為“Engineered System”或“工程化系統(tǒng)”，文章的最后，我們將為大家解讀“工程化系統(tǒng)”這一概念。

翻譯正文

Oracle Exadata 旨在為 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)提供更好的性能、成本效益和可用性。憑借高性能數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、采用先進(jìn)存儲(chǔ)緩存技術(shù)的橫向擴(kuò)展智能存儲(chǔ)服務(wù)器以及支持 RDMA 的云規(guī)模內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Oracle Exadata 是運(yùn)行 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)選平臺(tái)。

簡(jiǎn)介

Oracle Exadata數(shù)據(jù)庫(kù)云服務(wù)器（Exadata）是專(zhuān)門(mén)用于運(yùn)行Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算和存儲(chǔ)平臺(tái)。Exadata 的目標(biāo)是通過(guò)優(yōu)化和集成各級(jí)硬件和軟件，并將數(shù)據(jù)庫(kù)算法和智能轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)中，繞過(guò)傳統(tǒng)的通用服務(wù)器層，以更低的成本實(shí)現(xiàn)更高的性能和可用性。

Exadata 是一個(gè)軟硬件組合的平臺(tái)，包括橫向擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、橫向擴(kuò)展智能存儲(chǔ)服務(wù)器、超高速網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存加速、NVMe 閃存以及各種配置和價(jià)位的專(zhuān)用 Exadata 軟件。Exadata 存儲(chǔ)采用高性能服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并運(yùn)行 Exadata 軟件，直接在共享存儲(chǔ)層中進(jìn)行數(shù)據(jù)密集型數(shù)據(jù)庫(kù)處理。

Exadata簡(jiǎn)史

Exadata 于 2008 年首次亮相，是 Oracle 工程集成系統(tǒng)系列中的第一個(gè)產(chǎn)品，用于在企業(yè)數(shù)據(jù)中心部署數(shù)據(jù)庫(kù)私有云。2015 年 10 月，Exadata 在 Oracle 公有云中作為訂閱服務(wù)提供，稱(chēng)為 Exadata 云服務(wù)， 2022 年重新命名為 Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施，支持 Exadata 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和自治數(shù)據(jù)庫(kù)云服務(wù)。

在 Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施上使用 Exadata 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)部署的 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)與部署在本地 Exadata 上的數(shù)據(jù)庫(kù) 100% 兼容，使客戶能夠在零應(yīng)用程序更改的情況下過(guò)渡到 Oracle 云。Oracle 負(fù)責(zé)管理這項(xiàng)服務(wù)，包括硬件、網(wǎng)絡(luò)、Linux 軟件和 Exadata 軟件，而客戶則保留對(duì)其數(shù)據(jù)庫(kù)的完全控制。

2017 年初，第三種 Exadata 部署選項(xiàng)推出。Exadata Cloud@Customer 是部署在本地（位于客戶防火墻后面）并由 Oracle 云專(zhuān)家管理的 Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施。Exadata Cloud@Customer 由 Oracle 擁有和管理，并由客戶通過(guò)即用即付訂閱方式獲取。Oracle Cloud@Customer 帶來(lái)了 Oracle 公有云的所有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)解決了潛在的網(wǎng)絡(luò)延遲、安全性和監(jiān)管問(wèn)題。

2018 年，Oracle 推出了 Oracle 自治數(shù)據(jù)庫(kù)，這是一種基于云的自動(dòng)駕駛、自動(dòng)安全、自動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，可提供關(guān)鍵任務(wù)可用性和安全性，同時(shí)降低管理成本。Oracle 自治數(shù)據(jù)庫(kù)可在 Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施和 Exadata Cloud@Customer 部署上使用。

2019年，Exadata X8M的發(fā)布通過(guò)添加持久內(nèi)存（PMem）和融合以太網(wǎng)（RoCE）上的RDMA（遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn)）兩項(xiàng)重大技術(shù)突破，增強(qiáng)了Exadata的性能。Oracle Exadata X8M 使用 RDMA 直接從數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)智能存儲(chǔ)服務(wù)器中的持久內(nèi)存，繞過(guò)整個(gè)操作系統(tǒng)、I/O 和網(wǎng)絡(luò)軟件堆棧。這帶來(lái)了更低的延遲和更高的吞吐量。

2023 年，由于持久內(nèi)存供應(yīng)商格局的變化，Exadata X10M 版本用 Exadata RDMA 內(nèi)存 (XRMEM) 取代了持久內(nèi)存，這是一種新的存儲(chǔ)內(nèi)存加速層。同樣重要的是，所有 Exadata 服務(wù)器都采用了 AMD 處理器，從而大幅增加了可用計(jì)算核心的數(shù)量。

Exadata使用場(chǎng)景

Exadata 旨在以深度優(yōu)化的方式運(yùn)行全面的 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載或工作負(fù)載組合，例如與分析處理同時(shí)運(yùn)行的 OLTP 應(yīng)用程序。該平臺(tái)常用于整合以前在專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行的眾多數(shù)據(jù)庫(kù)。Exadata 的橫向擴(kuò)展架構(gòu)天然適合在 Oracle 云中運(yùn)行，其中計(jì)算需求可以動(dòng)態(tài)伸縮。

從歷史上看，專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算平臺(tái)是為特定的工作負(fù)載（例如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)）而設(shè)計(jì)的，對(duì)于其他工作負(fù)載（例如 OLTP）來(lái)說(shuō)效果很差或無(wú)法使用。Exadata 對(duì)所有數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化，以便混合工作負(fù)載公平地共享系統(tǒng)資源。Exadata 資源管理功能會(huì)自動(dòng)確定系統(tǒng)資源分配的優(yōu)先級(jí)，例如優(yōu)先考慮交互式用戶服務(wù)，而不是報(bào)告和批處理，即使他們正在訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)。

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的請(qǐng)求（典型的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、報(bào)告、批處理作業(yè)和分析）的運(yùn)行速度比傳統(tǒng)的非 Exadata 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器快很多倍?？蛻魠⒖假Y料中經(jīng)常提到性能提升了 10 倍或更高。分析工作負(fù)載還可以使用 Exadata 上的 Oracle Database In-Memory 選項(xiàng)來(lái)獲得額外的加速，并且 Exadata 上的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)已進(jìn)行了擴(kuò)展，可以利用閃存，其容量比 DRAM 的容量大很多倍。Exadata 的混合列壓縮功能旨在減少數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和歸檔數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)消耗，并通過(guò)減少 I/O 量來(lái)提高性能。

Exadata 上的事務(wù) (OLTP) 工作負(fù)載受益于將 XRMEM（內(nèi)存加速）和閃存納入 Exadata 的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)，以及 XRMEM、閃存和磁盤(pán)存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)自動(dòng)分層。特殊算法優(yōu)化了響應(yīng)時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)庫(kù)操作，例如日志寫(xiě)入。對(duì)于要求極苛刻的OLTP，全閃存存儲(chǔ)完全消除了磁盤(pán)介質(zhì)的延遲。

Exadata設(shè)計(jì)理念

為了更好地理解 Exadata 的設(shè)計(jì)，將其與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行比較會(huì)有所幫助，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算平臺(tái)由獨(dú)立運(yùn)行的單獨(dú)硬件和軟件組件組裝而成。

傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)是通用的

構(gòu)成典型數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算平臺(tái)的硬件組件包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)陣列。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件運(yùn)行在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向存儲(chǔ)陣列發(fā)送數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)陣列接收數(shù)據(jù)。硬件組件使用標(biāo)準(zhǔn)軟件協(xié)議相互通信。這種通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口的分離使得通用計(jì)算平臺(tái)能夠運(yùn)行來(lái)自不同供應(yīng)商的各種工作負(fù)載、軟件和硬件。所有應(yīng)用程序邏輯和數(shù)據(jù)處理都在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上執(zhí)行，所有數(shù)據(jù)都必須發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。這種方法允許將計(jì)算平臺(tái)用于廣泛的軟件應(yīng)用程序，盡管它不會(huì)針對(duì)任何特定應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化。

Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)是 Exadata 的重點(diǎn)

Exadata 的目標(biāo)是創(chuàng)建針對(duì) Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)量身定制的完整軟件和硬件堆棧，在適合的位置執(zhí)行處理。由于 Exadata 僅處理 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求，因此它可以在所有軟件層中利用這一重點(diǎn)。硬件設(shè)計(jì)包括集成到架構(gòu)中的超高速以太網(wǎng)、專(zhuān)用 DRAM 緩存 (XRMEM) 和閃存等技術(shù)，為 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序帶來(lái)極大優(yōu)勢(shì)。鑒于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的重要性，Oracle Exadata 特別注重平臺(tái)的優(yōu)化。

Exadata 在存儲(chǔ)層使用獨(dú)特的技術(shù)，可以輕松橫向擴(kuò)展和并行化 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求。添加了閃存和 XRMEM的Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器還為優(yōu)化存儲(chǔ)層性能提供了一系列可能性。例如，隨著閃存存儲(chǔ)的性能和容量快速增加，網(wǎng)絡(luò)可能成為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的瓶頸，而Exadata將數(shù)據(jù)庫(kù)處理卸載到Exadata存儲(chǔ)服務(wù)器則避免了此問(wèn)題。Exadata存儲(chǔ)層添加X(jué)RMEM，更加凸顯了傳統(tǒng)平臺(tái)的局限性。

將數(shù)據(jù)庫(kù)智能添加到存儲(chǔ)

在構(gòu)思 Exadata這個(gè)產(chǎn)品時(shí)，Oracle已擁有數(shù)十年的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并且非常清楚傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)的限制和性能瓶頸。為了完成 Exadata 使命，Oracle 需要一個(gè)可以輕松橫向擴(kuò)展和并行化 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求的存儲(chǔ)層。Oracle 還認(rèn)識(shí)到存儲(chǔ)層不僅僅是存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)，還可以用來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求。例如，如果要在一張大表中查詢(xún)少量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)方式需要將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，而Exadata通過(guò)在存儲(chǔ)中完成數(shù)據(jù)過(guò)濾，只需將少量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸。

總之，Oracle 認(rèn)識(shí)到需要一種功能強(qiáng)大的服務(wù)器，可以運(yùn)行智能數(shù)據(jù)庫(kù)軟件并充當(dāng)存儲(chǔ)陣列，并采用模塊化設(shè)計(jì)，可以隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的增長(zhǎng)輕松擴(kuò)展容量和性能。通過(guò)將 Exadata 重點(diǎn)放在適合 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的方面，構(gòu)建可與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器協(xié)作執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求的“數(shù)據(jù)庫(kù)感知”存儲(chǔ)服務(wù)器成為一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)感知的Exadata存儲(chǔ)服務(wù)器是Oracle為了取代傳統(tǒng)存儲(chǔ)陣列而發(fā)明的，是Exadata的基礎(chǔ)。

全棧優(yōu)化

為了極大限度地提高 Exadata 的有效性，Oracle 控制該平臺(tái)的軟件和硬件組件，以便可以隨時(shí)隨地緊密集成并進(jìn)行協(xié)調(diào)改進(jìn)。

在 Exadata 誕生之初，Oracle 就已經(jīng)擁有了廣泛的軟件產(chǎn)品組合，涵蓋了運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)所需的大部分軟件層，例如 Oracle Linux 操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)管理軟件、監(jiān)控和管理工具以及虛擬化軟件， 當(dāng)然，還有 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)及選件。

2008 年的最初版本 Exadata (V1) 是 Oracle（軟件）和 Hewlett-Packard（硬件）聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。第二代（V2）Exadata改用Sun Microsystems的硬件，不久之后，Oracle收購(gòu)了Sun Microsystems，從而獲得了Exadata主要硬件組件的所有權(quán)。

擁有 Exadata 的主要硬件組件使 Oracle 能夠開(kāi)發(fā)以O(shè)racle 數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化為核心的整個(gè)計(jì)算平臺(tái)。對(duì)客戶來(lái)說(shuō)的另一項(xiàng)好處是由一個(gè)供應(yīng)商支持整個(gè) Exadata 平臺(tái)：這是由來(lái)自多個(gè)供應(yīng)商的軟硬件組合的傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)所很難實(shí)現(xiàn)的。

Exadata智能軟件

隨著初始版本證明了 Exadata 概念的價(jià)值，Oracle 開(kāi)始定期發(fā)布新軟件功能，與前沿硬件組件的發(fā)布和整合緊密結(jié)合。

利用 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)格式和算法的知識(shí)以及對(duì)應(yīng)用程序工作負(fù)載的了解，這些在 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)以及平臺(tái)中的所有軟件和固件中運(yùn)行的“智能”軟件增強(qiáng)功能超越了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的功能。在 Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器軟件中運(yùn)行 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)例程的能力是實(shí)現(xiàn)這一優(yōu)勢(shì)的主要因素。

由于硬件和軟件的集成，Exadata 特有的軟件增強(qiáng)功能在某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了更好的性能。例如，當(dāng) OLTP 應(yīng)用程序向數(shù)據(jù)庫(kù)軟件提交事務(wù)時(shí)，Exadata 將該請(qǐng)求視為關(guān)鍵操作，并在網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)服務(wù)器中相應(yīng)地確定優(yōu)先級(jí)。事務(wù)提交請(qǐng)求將跳到網(wǎng)絡(luò)上和 I/O 隊(duì)列中不太緊急的消息之前。

另一個(gè)例子是使用閃存來(lái)緩存分析應(yīng)用程序訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。由于列式數(shù)據(jù)格式對(duì)于分析工作負(fù)載更有效，因此當(dāng) Exadata 將行格式數(shù)據(jù)從磁盤(pán)移動(dòng)到閃存時(shí)，它會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)重新格式化為列式格式。

這些示例說(shuō)明了 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)如何理解應(yīng)用程序的意圖，并將這種理解傳遞到網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)軟件，然后網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)軟件做出相應(yīng)的行為。

自 Exadata 于 2008 年首次亮相以來(lái)，每年都會(huì)發(fā)布一到兩個(gè)重要的 Exadata 軟件版本，提供數(shù)十種“智能”軟件增強(qiáng)功能。大多數(shù)增強(qiáng)功能都基于少量的核心技術(shù)基礎(chǔ)，如下所述。

技術(shù)基礎(chǔ)

卸載到存儲(chǔ) - 是指在 Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器內(nèi)執(zhí)行數(shù)據(jù)密集型數(shù)據(jù)庫(kù)操作，例如數(shù)據(jù)掃描、表連接以及行和列的過(guò)濾。僅發(fā)送操作的描述并返回過(guò)濾結(jié)果，大大減少了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)流量。這避免了傳統(tǒng)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)瓶頸，在傳統(tǒng)架構(gòu)中，數(shù)據(jù)密集型操作需要在存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間傳輸大量數(shù)據(jù)。卸載之所以成為可能，是因?yàn)?Exadata 存儲(chǔ)構(gòu)建在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器上，能夠與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)I/O協(xié)調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)功能。隨著時(shí)間的推移，更多的數(shù)據(jù)庫(kù)功能和更多的數(shù)據(jù)類(lèi)型被卸載。此外，如果 Exadata 存儲(chǔ)太繁忙，“反向卸載”會(huì)將操作推回到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

存儲(chǔ)索引 - 通過(guò)跟蹤相對(duì)較小的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的列值來(lái)避免 I/O。存儲(chǔ)索引自動(dòng)維護(hù)并保存在 Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器上的內(nèi)存中。如果存儲(chǔ)索引指示某個(gè)區(qū)域的 I/O 找不到匹配項(xiàng)，則可以避免該 I/O，從而帶來(lái)顯著的性能優(yōu)勢(shì)。最初，存儲(chǔ)索引跟蹤少量列內(nèi)的值范圍。隨著時(shí)間的推移，更多和更復(fù)雜的列值跟蹤被添加，以便可以避免更多類(lèi)別的 I/O 操作。

閃存和 XRMEM 緩存 - 提供閃存和 DRAM 的低延遲（快速響應(yīng)），同時(shí)保留較低成本的磁盤(pán)來(lái)存儲(chǔ)大型數(shù)據(jù)庫(kù)，以低成本實(shí)現(xiàn)高 I/O 性能。通常，數(shù)據(jù)庫(kù)中只有一小部分在任何時(shí)候都是活動(dòng)的。如果僅將這部分?jǐn)?shù)據(jù)保存在閃存中，則 I/O 性能將與全閃存存儲(chǔ)相同，但成本要低得多。Exadata 監(jiān)控當(dāng)前工作負(fù)載并以適宜的格式將極活躍的數(shù)據(jù)保存在閃存或 XRMEM 中。例如，Exadata 知道 I/O 何時(shí)屬于數(shù)據(jù)庫(kù)備份的一部分，而非活動(dòng)數(shù)據(jù)塊，而傳統(tǒng)存儲(chǔ)陣列將任何 I/O 視為“熱”塊。閃存緩存還將在閃存中將行重新格式化為列格式，以便分析型負(fù)載使用。最初，閃存緩存僅用于讀取數(shù)據(jù)，但后來(lái)得到增強(qiáng)，包括日志寫(xiě)入和所有其他寫(xiě)入 I/O。閃存緩存還用作 Oracle 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)列式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的擴(kuò)展，適用于比單獨(dú) DRAM 容量大得多的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)。XRMEM 在存儲(chǔ)中添加了更快的緩存，并顯著改善了每秒 I/O (IOPS) 和延遲。

混合列壓縮 (HCC) - 減少不常更新數(shù)據(jù)（例如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)）的存儲(chǔ)量。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮算法的壓縮比可達(dá)2 到 4 倍，而由于列格式具有更高的壓縮比，HCC的壓縮比可到10到15 倍。大幅減少的 I/O 量也能大幅提升性能。最初，HCC 表不支持行級(jí)鎖定，限制了它們?cè)?OLTP 應(yīng)用程序中的使用。2016 年，Exadata 上的 HCC 添加了對(duì)行鎖的支持，從而提高了使用 HCC 數(shù)據(jù)的混合工作負(fù)載的性能。HCC 的混合格式使 Exadata 能夠避免列式數(shù)據(jù)庫(kù)的性能缺陷。

資源管理 - 根據(jù)優(yōu)先級(jí)為數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序和用戶分配 Exadata 系統(tǒng)資源，例如 CPU、I/O 和網(wǎng)絡(luò)帶寬。在 Exadata 上整合許多數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，資源管理可確保適當(dāng)?shù)姆?wù)質(zhì)量。I/O 資源管理在 Exadata V1 中首次亮相。Exadata X4 中添加了網(wǎng)絡(luò)資源管理。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù) - Exadata 除重視存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)外，還可以利用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的 DRAM，為分析工作負(fù)載提供卓越的性能。Oracle Database In-Memory 于 2014 年在 Exadata 上推出，利用其快速內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存容錯(cuò)。為了支持更大的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器在 Exadata 閃存中實(shí)現(xiàn)內(nèi)存例程和內(nèi)存數(shù)據(jù)格式，作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器內(nèi)存處理的擴(kuò)展。

智能軟件增強(qiáng)

下面是更詳細(xì)的軟件增強(qiáng)功能列表，按其對(duì)分析或 OLTP 工作負(fù)載的價(jià)值以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)可用性和安全性的影響進(jìn)行分組。類(lèi)似的增強(qiáng)功能無(wú)法在傳統(tǒng)平臺(tái)上復(fù)制，因?yàn)樗鼈冃枰薷南到y(tǒng)軟件和 API，以及跨數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)的集成。

用于分析

•  自動(dòng)并行化數(shù)據(jù)掃描并將其卸載到存儲(chǔ)
•  根據(jù)“where”子句過(guò)濾存儲(chǔ)中的行
•  根據(jù)所選列過(guò)濾存儲(chǔ)中的行
•  JSON 和 XML 卸載
•  根據(jù)與另一個(gè)表的連接過(guò)濾存儲(chǔ)中的行
•  卸載索引快速全掃描
•  卸載對(duì)加密數(shù)據(jù)的掃描，符合 FIPS 合規(guī)性
•  LOB 和 CLOB 的存儲(chǔ)卸載
•  存儲(chǔ)索引數(shù)據(jù)跳過(guò)
•  最小/最大操作的存儲(chǔ)卸載
•  數(shù)據(jù)挖掘卸載
•  如果存儲(chǔ) CPU 繁忙，則反向卸載到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器
•  混合列壓縮
•  閃存緩存的臨時(shí) I/O 可提高大型分析查詢(xún)和大負(fù)載的性能
•  所有端口活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)消息傳遞
•  存儲(chǔ)服務(wù)器上的內(nèi)存列緩存
•  從閃存自動(dòng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)存中列格式
•  及時(shí)智能列式解密
•  具有列式緩存的智能聚合
•  快速內(nèi)存中列式緩存創(chuàng)建
•  列式緩存持久化
•  存儲(chǔ)索引持久化

用于聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP）

•  用于節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)?Exafusion Direct-to-Wire 協(xié)議
•  EXAchk 全棧驗(yàn)證
•  Active AWR 包括用于端到端監(jiān)控的存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)信息
•  存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的重新平衡可保留閃存緩存
•  內(nèi)存中提交緩存
•  內(nèi)存優(yōu)化的 OLTP 和 IoT 查找
•  存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的重新平衡可保留 XRMEM 緩存
•  使用 RoCE 結(jié)構(gòu)的 Exadata RDMA 內(nèi)存 (XRMEM) 數(shù)據(jù)加速器（XRMEM 緩存）
•  使用 RoCE Fabric 的 XRMEM 提交加速器（XRMEM 日志）（僅限 X8M、X9M）
•  數(shù)據(jù)庫(kù)感知 NVMe PCIe 閃存接口
•  智能閃存日志
•  智能閃存日志回寫(xiě)
•  回寫(xiě)式閃存緩存
•  按數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶和工作負(fù)載進(jìn)行 I/O 資源管理，以確保 QoS
•  XRMEM 使用的數(shù)據(jù)庫(kù)特定控制
•  網(wǎng)絡(luò)資源管理
•  控制每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的閃存緩存大小
•  內(nèi)存中 OLTP 加速
•  遠(yuǎn)程 RDMA 讀取Undo塊
•  多租戶選項(xiàng)，每個(gè)容器數(shù)據(jù)庫(kù)支持 4000 個(gè)可插拔數(shù)據(jù)庫(kù)

用于可用性

•  即時(shí)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)或單元故障
•  磁盤(pán)或閃存上阻塞 I/O 的亞秒級(jí)故障轉(zhuǎn)移
•  將 OLTP 數(shù)據(jù)預(yù)取到輔助鏡像 Flash Cache
•  即時(shí)數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建
•  關(guān)鍵文件的優(yōu)先重新平衡
•  單元間重新平衡以保留閃存緩存數(shù)量
•  針對(duì)預(yù)測(cè)性磁盤(pán)故障自動(dòng)重新平衡
•  將增量備份卸載到存儲(chǔ)服務(wù)器
•  對(duì)預(yù)計(jì)會(huì)失敗的磁盤(pán)進(jìn)行自動(dòng)重新平衡
•  使用機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)監(jiān)控 CPU、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)存
•  自動(dòng)識(shí)別性能不佳的磁盤(pán)
•  只需一次操作即可對(duì)整個(gè) Exadata 系統(tǒng)批量進(jìn)行自動(dòng)軟件更新
•  存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)軟件透明重啟
•  在線 Linux 修補(bǔ) (Ksplice)

用于安全

•  服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)層的全面監(jiān)控和審計(jì)功能
•  安全訪問(wèn)以對(duì) (ILOM) 數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)服務(wù)器執(zhí)行安全無(wú)人值守管理
•  所有登錄和配置更改的審核記錄
•  FIPS 140-2 認(rèn)證
•  PCI-DSS 合規(guī)性
•  較小的 Linux 發(fā)行版
•  安全 RDMA 結(jié)構(gòu)隔離
•  磁盤(pán)和閃存的多遍安全擦除
•  受防火墻保護(hù)的 Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器
•  安全的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)
•  安全 RDMA 結(jié)構(gòu)隔離
•  快速、基于硬件 (AES) 的加密/解密
•  全棧安全掃描
•  數(shù)據(jù)庫(kù)和 ASM 范圍的安全性
•  快速、安全的磁盤(pán)和閃存擦除器（加密擦除）
•  高級(jí)入侵檢測(cè)環(huán)境 (AIDE) 可檢測(cè)系統(tǒng)軟件的未知更改并發(fā)出警報(bào)
•  InfiniBand 分區(qū)
•  支持IPV6
•  安全計(jì)算過(guò)濾以限制系統(tǒng)調(diào)用
•  操作系統(tǒng)用戶的集中識(shí)別和授權(quán)

數(shù)據(jù)庫(kù)軟件

Exadata X10M 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器運(yùn)行 Oracle Linux 8 操作系統(tǒng)、Oracle Database 19c 企業(yè)版和 Oracle Database 21c 企業(yè)版。Exadata 系統(tǒng)資源可以選擇使用基于 KVM 的 Oracle 虛擬機(jī)管理程序進(jìn)行虛擬化。所有 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)選項(xiàng)，例如真正應(yīng)用集群、多租戶、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)、高級(jí)壓縮、高級(jí)安全性、分區(qū)、Active Data Guard 等都可以在 Exadata上選擇使用。

經(jīng)過(guò) Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)支持版本認(rèn)證的應(yīng)用程序會(huì)自動(dòng)與 Exadata 兼容。不需要額外的修改或認(rèn)證。在本地 Exadata 上運(yùn)行的相同數(shù)據(jù)庫(kù)軟件將在 Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施和 Exadata Cloud@Customer 上運(yùn)行。此外，本地軟件許可證可以通過(guò)自帶許可證 (BYOL) 轉(zhuǎn)移到 Oracle 公有云或 Exadata Cloud@Customer。Oracle 自治數(shù)據(jù)庫(kù)僅在 Exadata 云平臺(tái)上可用。

網(wǎng)絡(luò)

Exadata 為內(nèi)部和外部連接提供高速網(wǎng)絡(luò)。支持 RDMA 的每秒 100 吉比特 (100 Gbit/s) 的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)服務(wù)器之間的內(nèi)部連接，并包括數(shù)據(jù)庫(kù)集群互連流量。對(duì)于外部客戶端連接，可以使用 100、25 和 10 Gbit/s 以太網(wǎng)端口。

Exadata 在以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)上使用定制設(shè)計(jì)的、面向數(shù)據(jù)庫(kù)的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的性能。它廣泛使用融合以太網(wǎng) (RoCE) 上的遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(wèn) (RDMA)，通過(guò)避免在服務(wù)器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)的操作系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)和額外副本來(lái)提高效率。Exadata 還具有直接連線協(xié)議，允許數(shù)據(jù)庫(kù)直接與 RoCE 網(wǎng)卡通信。

Exadata 在其網(wǎng)絡(luò)資源管理功能中利用 RoCE 服務(wù)等級(jí)來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)中重要流量的優(yōu)先級(jí)。在此功能中，Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)軟件標(biāo)記需要低延遲的網(wǎng)絡(luò)消息，例如交互式用戶發(fā)出的事務(wù)提交、鎖定消息和 I/O 操作，使其優(yōu)先于不太關(guān)鍵的高吞吐量工作負(fù)載（例如報(bào)告和批處理）發(fā)出的消息。結(jié)果類(lèi)似于打開(kāi)警報(bào)器的急救車(chē)可以在繁忙的交通中更快地移動(dòng) - 高優(yōu)先級(jí)網(wǎng)絡(luò)消息被移動(dòng)到服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和存儲(chǔ)隊(duì)列的前端，繞過(guò)較低優(yōu)先級(jí)的消息，從而響應(yīng)時(shí)間更快、更可控。

管理軟件

對(duì)于在傳統(tǒng)本地配置中部署的 Exadata 系統(tǒng)，Oracle Enterprise Manager (EM) 支持所有 Exadata 硬件和軟件組件（例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)）的單一管理平臺(tái)視圖，并監(jiān)控在其上運(yùn)行的操作。他們。EM 與內(nèi)置 Exadata 管理工具以及客戶現(xiàn)有的系統(tǒng)管理和幫助臺(tái)工具集成。

Exadata 云基礎(chǔ)設(shè)施和 Exadata Cloud@Customer 平臺(tái)由 Oracle 云基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門(mén)進(jìn)行管理，而客戶則控制和管理數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)。Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的生命周期操作是使用 Web 瀏覽器、命令行界面 (CLI) 或通過(guò)云控制平面提供的 REST API 驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化來(lái)執(zhí)行的，包括配置、更新、擴(kuò)展和備份。

硬件

在 Exadata X10M 之前，Exadata 有兩種型號(hào)：一種基于 2 插槽數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，另一種基于 8 插槽數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。由于每個(gè)插槽的核心數(shù)量較多，Exadata X10M 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中采用的 AMD 處理器取代了 8 插槽 Exadata 型號(hào)。因此，對(duì)于 Exadata X10M，只有一種 Exadata 硬件型號(hào)可用，并且名稱(chēng)上的 -2 和 -8 后綴不再使用。

最新一代 Exadata X10M 于 2023 年 6 月推出。X10M 數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)服務(wù)器采用 2 機(jī)架單元 (RU) 外形規(guī)格，采用 2 插槽 AMD EPYCTM 處理器，每個(gè)插槽分別有 96 個(gè)和 32 個(gè)內(nèi)核。所有先前的 2 插槽 Exadata 各代都使用 1 RU 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。使用 X10M，由于 AMD 處理器的性能更高，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器需要更多的通風(fēng)和冷卻空間。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的內(nèi)存起始為 512 GB，可擴(kuò)展到 3 TB。

Exadata 數(shù)據(jù)庫(kù)云平臺(tái)基本配置有 2 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和 3 個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器，稱(chēng)為四分之一機(jī)架。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載和/或數(shù)據(jù)的增加，可以使用 Exadata 的彈性配置添加額外的數(shù)據(jù)庫(kù)和存儲(chǔ)服務(wù)器，以增加并行執(zhí)行的工作量。多機(jī)架 Exadata 配置可用于擴(kuò)展超出單個(gè)機(jī)架的超大型工作負(fù)載。

Exadata存儲(chǔ)服務(wù)器

Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器有三種選擇：極限閃存 (EF)、高容量 (HC) 和擴(kuò)展 (XT)。X10M 極限閃存存儲(chǔ)服務(wù)器是全閃存存儲(chǔ)，包含 4 個(gè)性能優(yōu)化型和 4 個(gè)容量?jī)?yōu)化型 NVMe 閃存驅(qū)動(dòng)器，分別提供 27.2 TB Exadata 智能閃存緩存和 122.9 TB 原始閃存存儲(chǔ)容量。每個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器包含 1.25 TB 的 XRMEM 作為閃存前面的加速層，以進(jìn)一步提高性能。

X10M 高容量存儲(chǔ)服務(wù)器包含 12 個(gè) 22 TB 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，總原始磁盤(pán)容量為 264 TB、27.2 TB NVMe Exadata 智能閃存緩存和 1.25 TB Exadata RDMA 內(nèi)存。Exadata 智能閃存緩存由 Exadata 智能存儲(chǔ)軟件自動(dòng)管理。

X10M 擴(kuò)展存儲(chǔ)服務(wù)器包含 12 個(gè)磁盤(pán)，每個(gè)磁盤(pán) 22 TB，原始存儲(chǔ)容量總計(jì) 264 TB，但不包含閃存和XRMEM。擴(kuò)展存儲(chǔ)服務(wù)器無(wú)需 Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器軟件許可證。此存儲(chǔ)選項(xiàng)將 Exadata 的運(yùn)營(yíng)和管理優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展到必須保持在線但很少訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。

除了將存儲(chǔ)服務(wù)器添加到 Exadata 四分之一機(jī)架配置中之外，還可以通過(guò) Exadata 存儲(chǔ)擴(kuò)展機(jī)架添加存儲(chǔ)服務(wù)器。

具有 EF 和 HC 存儲(chǔ)服務(wù)器的四分之一機(jī)架 Exadata X10M 配置的性能規(guī)格如下：

表 1. 基于 2 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和 3 個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器的四分之一機(jī)架配置的性能參數(shù)

共享存儲(chǔ)的內(nèi)存級(jí)性能

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的架構(gòu)師始終必須應(yīng)對(duì)影響其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)變革。他們的目標(biāo)是消除瓶頸，以便存儲(chǔ)的輸出通過(guò)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)并由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器處理，而不會(huì)出現(xiàn)任何減速。在超高速 PCIe 閃存和 NVMe 閃存接口出現(xiàn)之前，通常涉及添加更快或更多的網(wǎng)絡(luò)連接或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

閃存在 2010 年左右開(kāi)始成為企業(yè)計(jì)算的主流，用作硬盤(pán)前面的緩存或完全替代磁盤(pán)。此后每年閃存容量和性能都顯著增加。2017年，前沿的閃存性能跨越了一個(gè)門(mén)檻，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)也無(wú)法與其性能匹配，這成為一個(gè)重大瓶頸。例如，具有 480 個(gè)閃存卡的全閃存存儲(chǔ)系統(tǒng)的額定數(shù)據(jù)吞吐量?jī)H為 37.5 GB/s，而如果沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)瓶頸，許多閃存卡應(yīng)產(chǎn)生超過(guò) 2,600 GB/s 的數(shù)據(jù)吞吐量。卸載到 Exadata 中的存儲(chǔ)可以避免此網(wǎng)絡(luò)瓶頸，方法是在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送剩余數(shù)據(jù)之前過(guò)濾掉存儲(chǔ)中不需要的數(shù)據(jù)。XRMEM 的添加比閃存更快，進(jìn)一步增加了 Exadata 卸載的價(jià)值。雖然直接將閃存添加到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸，但它也消除了跨多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器共享存儲(chǔ)的能力。Exadata 的方法不受此限制。

表 2. 自最初推出以來(lái)每個(gè) Exadata 2 插槽系統(tǒng)的關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。比較基于 8 臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和 14 臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器的配置，但 X10M 具有 5 臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和 14 臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器。

表 3. 每個(gè) Exadata 8 插槽系統(tǒng)的關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，首個(gè)型號(hào)是 Exadata X2-8，最后一個(gè)型號(hào)是X9M-8。比較基于 2 臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和 14 臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器的配置。

彈性配置

在 X5-2 之前，Exadata 系統(tǒng)僅提供八分之一、四分之一、半機(jī)架和全機(jī)架的固定大小配置。2015 年 1 月發(fā)布的 X5-2 Exadata 引入了彈性配置。彈性配置具有客戶指定的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器組合，允許將單個(gè)存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器添加到四分之一機(jī)架配置中，直到充滿整個(gè)物理機(jī)架。數(shù)據(jù)庫(kù)與存儲(chǔ)服務(wù)器的比率可能不同，具體取決于預(yù)期工作負(fù)載的特征。例如，針對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)處理進(jìn)行優(yōu)化的 Exadata 系統(tǒng)將添加許多數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器都具有大內(nèi)存。相反，針對(duì)大型數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)優(yōu)化的 Exadata 系統(tǒng)可以添加許多高容量存儲(chǔ)服務(wù)器。彈性配置還可用于使用新的兼容服務(wù)器橫向擴(kuò)展早期的 Exadata 系統(tǒng)。此外，Exadata 始終能夠使用內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)連接跨越多個(gè)機(jī)架。因此，Exadata 的橫向擴(kuò)展可超出單個(gè)物理機(jī)架的范圍。

Exadata演進(jìn)

Oracle 每十二到二十四個(gè)月發(fā)布新一代 Exadata。在每個(gè)版本中，Oracle 都會(huì)將大多數(shù)硬件組件（CPU 處理器、內(nèi)存、磁盤(pán)、閃存和網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行更新。這些更新導(dǎo)致每個(gè)版本的性能都有所提高。Exadata 軟件創(chuàng)新在每一代產(chǎn)品中以及在各代產(chǎn)品之間定期提供，持續(xù)增強(qiáng)性能、可用性、安全性、管理和工作負(fù)載整合。

通過(guò)每一代引入的創(chuàng)新，可以很好地了解 Exadata 的演變。

Exadata V1 于 2008 年發(fā)布，專(zhuān)注于通過(guò)向數(shù)據(jù)庫(kù)提供完整的存儲(chǔ)吞吐量來(lái)加速數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。Exadata 通過(guò)將數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)濾操作轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)中來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而不是將所有數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器并在那里進(jìn)行過(guò)濾。此功能稱(chēng)為 Exadata 智能掃描。Exadata V1 還支持在數(shù)據(jù)庫(kù)或工作負(fù)載之間分配 I/O 帶寬的整合功能，稱(chēng)為 IORM（I/O 資源管理器）。Exadata V1 提供全機(jī)架或半機(jī)架尺寸，以及高性能或高容量存儲(chǔ)服務(wù)器，兩者都基于磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行存儲(chǔ)。Exadata 的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基于 InfiniBand 技術(shù)。

Exadata V2 于 2009 年發(fā)布，增加了四分之一機(jī)架配置，并通過(guò)閃存存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)感知閃存緩存來(lái)支持 OLTP 工作負(fù)載。

Exadata V2 還引入了混合列壓縮來(lái)減少大型數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)消耗的存儲(chǔ)容量。

基于存儲(chǔ)服務(wù)器對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域中包含的值的了解，Exadata V2 中的存儲(chǔ)索引可以通過(guò)跳過(guò)無(wú)關(guān)區(qū)域來(lái)提高性能。

第三代 Exadata X2-2 于 2010 年發(fā)布，并推出了 Exadata 的第二個(gè)型號(hào) Exadata X2-8。X2-8 和后續(xù)的 8 插槽 Exadata 型號(hào)配備了針對(duì)大內(nèi)存、縱向擴(kuò)展工作負(fù)載的處理器。在此版本中，通過(guò)智能閃存日志功能開(kāi)始使用緩存以外的閃存存儲(chǔ)。還添加了對(duì) 10 Gb/秒 (Gb/sec) 以太網(wǎng)客戶端連接的支持。

Exadata X2-2 還通過(guò)結(jié)合基于處理器的硬件解密來(lái)增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性，從而很大程度上消除了軟件解密的性能開(kāi)銷(xiāo)。

2011 年添加了基于 Exadata X2-2 的存儲(chǔ)擴(kuò)展機(jī)架，以適應(yīng)大型、快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)。所有后續(xù) Exadata 版本都包含新的存儲(chǔ)擴(kuò)展機(jī)架。

Exadata X3-2 和 X3-8 于 2012 年發(fā)布，包括新的八分之一機(jī)架 X3-2 入門(mén)級(jí)配置。通過(guò)回寫(xiě)式閃存緩存功能，閃存存儲(chǔ)容量增加了四倍，OLTP 寫(xiě)入吞吐量增加了 20 倍。

添加了許多可用性增強(qiáng)功能，繞過(guò)緩慢或故障的存儲(chǔ)介質(zhì)，減少存儲(chǔ)服務(wù)器停服持續(xù)時(shí)間，并簡(jiǎn)化故障磁盤(pán)的更換。

Exadata X4-2 于 2013 年發(fā)布。閃存容量增加了一倍，并添加了閃存壓縮，有效容量再次增加了一倍。引入了網(wǎng)絡(luò)資源管理，自動(dòng)對(duì)關(guān)鍵消息進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。通過(guò)支持主動(dòng)/主動(dòng)連接，InfiniBand 有效帶寬增加了一倍。

Exadata X4-8 于 2014 年發(fā)布，為所有后續(xù)型號(hào)添加了按需容量許可、I/O 延遲上限和超時(shí)閾值。

Exadata X5-2 和 X5-8 于 2015 年發(fā)布，并進(jìn)行了重大增強(qiáng)。閃存和磁盤(pán)容量增加了一倍。引入彈性配置以支持一次擴(kuò)展一臺(tái)服務(wù)器。虛擬化和可信分區(qū)作為 Exadata 的一個(gè)選項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)中的靈活許可。Exadata 存儲(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)快照可實(shí)現(xiàn)高效的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。Exadata 上的 Oracle Database In-Memory 包含容錯(cuò)冗余。高性能Exadata存儲(chǔ)服務(wù)器被全閃存（Extreme Flash）存儲(chǔ)服務(wù)器取代，Exadata成為先行采用NVMe閃存接口的主要供應(yīng)商。引入列式閃存緩存，可自動(dòng)將分析數(shù)據(jù)重新格式化為閃存中的列式格式。完成IPv6支持。Exadata云服務(wù)推出。

Exadata X6-2和X6-8于2016年發(fā)布。閃存容量翻倍。Exafusion Direct-to-Wire 協(xié)議減少了集群中的消息傳遞開(kāi)銷(xiāo)，而 Smart Fusion Block Transfer 消除了在數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)之間傳輸塊時(shí)的重做日志寫(xiě)入延遲。Exadata Cloud@Customer 首次亮相，將Oracle 云的好處引入企業(yè)數(shù)據(jù)中心。

Exadata X7-2和X7-8于2017年發(fā)布。閃存容量翻倍。閃存卡可熱插拔以便在線更換。10 TB 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器與 25 Gb/秒以太網(wǎng)客戶端連接一起首次亮相。Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存處理擴(kuò)展到閃存存儲(chǔ)，并利用存儲(chǔ)服務(wù)器 DRAM 實(shí)現(xiàn)更快的 OLTP。

Exadata X8-2 和 X8-8 于 2019 年 4 月發(fā)布。Exadata 新擴(kuò)展 (XT) 存儲(chǔ)服務(wù)器的推出用于不常訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的低成本存儲(chǔ)。14 TB 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器首次亮相，Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器中的計(jì)算核心增加了 60%。添加了機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可自動(dòng)監(jiān)控 CPU、網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)存，以檢測(cè)異常情況（例如進(jìn)程卡住、內(nèi)存泄漏和不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)），并自動(dòng)創(chuàng)建（自動(dòng)索引）、重建或刪除索引。DML 執(zhí)行時(shí)可實(shí)時(shí)收集優(yōu)化器統(tǒng)計(jì)信息。為了增強(qiáng)安全性，添加了高級(jí)入侵檢測(cè)環(huán)境 (AIDE)，以檢測(cè)未經(jīng)批準(zhǔn)的系統(tǒng)軟件更改并發(fā)出警報(bào)。

Exadata X8M-2 和 X8M-8 于 2019 年 9 月發(fā)布。Exadata 存儲(chǔ)服務(wù)器中添加了 Intel Optane DC 持久內(nèi)存，基于 RoCE 的新 100 Gbit/s 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)取代了之前的 InfiniBand，性能大幅提升。這些更改將讀取 I/O 吞吐量提高了 2.5 倍，并將 I/O 延遲降低了 10 倍。此外，新的 KVM 虛擬機(jī)管理程序取代了 Xen，使來(lái)賓虛擬機(jī)的可用內(nèi)存量增加了一倍。

Exadata X9M-2和X9M-8于2021年9月發(fā)布，包含新一代英特爾傲騰持久內(nèi)存和PCIe Gen 4，與上一代相比性能顯著提升。OLTP 讀取 I/O 吞吐量進(jìn)一步提高了 1.6 倍，并且在單個(gè)機(jī)架內(nèi)突破了 1 TB/s 智能掃描閾值。

Exadata X10M 于 2023 年 6 月發(fā)布，是一款基于 AMD 處理器的 2 插槽型號(hào)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器每插槽 96 核。高核心數(shù)量和大內(nèi)存容量消除了對(duì) 8 插槽 Exadata 型號(hào)的需求。持久內(nèi)存更換為基于 DRAM 的 Exadata RDMA 內(nèi)存。磁盤(pán)存儲(chǔ)容量和全閃存存儲(chǔ)容量增加。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的大小從 1 RU 增加到 2 RU，以實(shí)現(xiàn)更好的氣流和冷卻。

附錄：什么是工程化系統(tǒng)（Engineered System）

Exadata從誕生起，就被稱(chēng)為工程化系統(tǒng)，英文原文為“Engineered System”。Engineer這個(gè)單詞大家非常熟悉，但Engineered就很難直接想象出其對(duì)應(yīng)的含義。就像Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中的cardinality，idempotency等術(shù)語(yǔ)，通常都需要經(jīng)過(guò)二次解讀。

在Oracle官網(wǎng)(1)，工程化系統(tǒng)的解釋為：

Oracle Engineered Systems are integrated, full stack solutions that are developed with Oracle Database and applications to run crucial customer workloads faster, at lower costs, and with greater security than multivendor, on-premises solutions.

大意是：Oracle 工程化系統(tǒng)是與 Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用一起開(kāi)發(fā)的集成全棧解決方案，與多供應(yīng)商內(nèi)部部署解決方案相比，可以更快、以更低的成本和更高的安全性運(yùn)行客戶的關(guān)鍵工作負(fù)載。

在另一篇博客中(2)，作者Chuck Hollis總結(jié)了工程化系統(tǒng)應(yīng)具有的幾大特質(zhì)：

1. 針對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化

2. 是一個(gè)產(chǎn)品，而不是一個(gè)組裝項(xiàng)目

3. 由單個(gè)工程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，從應(yīng)用程序到存儲(chǔ)的全棧架構(gòu)

4. 應(yīng)用感知、完整和安全

5. 企業(yè)云設(shè)計(jì)

6. Oracle 獨(dú)有的，令人信服的功能

7. 一種綜合體驗(yàn)，一個(gè)供應(yīng)商

當(dāng)我在論壇中咨詢(xún)Engineered/Engineering這個(gè)單詞的含義時(shí)，一位英國(guó)同事做了如下的回答，其中文大意為：

在英語(yǔ)中，設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔、高效和優(yōu)雅被視為Engineering的核心特質(zhì)。想想一輛“Well Engineered Car”：從外觀上看，它擁有干凈優(yōu)雅的線條和形狀，操作簡(jiǎn)單，駕駛起來(lái)舒適而高效。里面其實(shí)非常復(fù)雜，需要大量的知識(shí)和數(shù)學(xué)來(lái)創(chuàng)造。

一個(gè)“工程系統(tǒng)”對(duì)我來(lái)說(shuō)就像一個(gè)技藝高超的武術(shù)大師：他/她在做高難度和高技巧的事情時(shí)，表現(xiàn)出毫不費(fèi)力的優(yōu)雅。

我非常喜歡這個(gè)解釋?zhuān)乱淮卧偬岬焦こ滔到y(tǒng)，我就會(huì)直接想到Engineering在英文中對(duì)應(yīng)的含義：簡(jiǎn)潔（Simplicity）、高效（Efficiency）和優(yōu)雅（Elegance）。