08 -【cmu15-721】【高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)】【卡內(nèi)基梅隆大學(xué)】【中英字幕】

1. 本課將重點討論矢量化查詢執(zhí)行。
2. SIMD(單指令多數(shù)據(jù))是一種利用硬件并行性的技術(shù),可以在同一指令中同時處理多個數(shù)據(jù)。
3. SIMD指令集在x86架構(gòu)中有多個變種,其中AVX512是最新的擴(kuò)展,具有更寬的寄存器和更多的指令。
4. SIMD的使用可以帶來巨大的性能提升,但需要手動編寫代碼來利用它,并且對數(shù)據(jù)對齊和數(shù)據(jù)類型有一些限制。
5. SIMD的應(yīng)用范圍包括掃描、哈希表查找、直方圖等數(shù)據(jù)庫算法。
6. 在選擇性掃描中,我們可以使用掩碼向量來確定哪些元組滿足謂詞條件,以便將它們連續(xù)地放入輸出向量中。
7. 在向量化操作中,我們需要避免使用分支語句,因為SIMD指令集中沒有條件判斷指令。
8. 向量化操作可以顯著提高性能,但在飽和內(nèi)存帶寬時性能提升有限。
9. 在向量化聚合查詢中,需要注意處理無效元組的問題,以充分利用SIMD并行性。
10. 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,可以利用向量化技術(shù)來優(yōu)化常見操作,如選擇掃描、哈希表和分區(qū)直方圖。
11. 介紹了一種稱為lax operator fusion的方法,它可以在流水線中引入階段,以便在決定是否繼續(xù)進(jìn)行或返回獲取更多元組時進(jìn)行決策。
12. 引入人工緩沖區(qū)可以在SIMD停止時存儲更多的SIMD向量和指令,并在緩沖區(qū)滿時繼續(xù)進(jìn)行下一個階段。
13. 在流水線中引入多個人工緩沖區(qū)可以提高性能,但需要注意緩沖區(qū)的位置選擇,以避免過早返回或處理時間過長導(dǎo)致緩存未命中。
14. SIMD和預(yù)取技術(shù)可以提高性能,但并非在所有情況下都有效,需要根據(jù)具體情況進(jìn)行權(quán)衡和選擇。
15. 使用散射和聚集操作可以實現(xiàn)直方圖的增量計數(shù),并通過將不同寄存器的結(jié)果合并來實現(xiàn)水平向量化和最終輸出。
16. 使用基數(shù)指令來進(jìn)行哈希操作,可以將大量的鍵值對壓縮成較小的向量。
17. AVX-512指令集并不總是比AVX-2更快,有時甚至?xí)?dǎo)致性能下降。
18. 使用AVX-512指令集可能會導(dǎo)致CPU降頻,以避免過熱。
19. 合理使用向量化技術(shù)和并行處理可以顯著提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能。
20. 下節(jié)課將介紹查詢編譯和潛在的項目三主題。