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Andreas Wolter SQL Server & BI blog (English / German)

Andreas Wolter (www.andreas-wolter.com) has worked for over a decade as trainer (MCT), consultant and architect for SQL Server systems. He is one of less than a dozen experts worldwide, who have been certified as Microsoft Certified Master (MCM) on SQL Server 2008 and additionally Microsoft Certified Solutions Master Data Platform (MCSM) on SQL Server 2012.

Being an active member of the PASS he is also a speaker at various international conferences since several years.

With his Germany-based company, Sarpedon Quality Lab (www.SarpedonQualityLab.com), he provides development and optimization of database systems, with a focus on scalable, performing and secure deployments across Europe and worldwide. You can also follow him at Twitter at twitter.com/AndreasWolter.

Artikel „SQL Server 2014 – Neues Fundament“ in iX Ausgabe 5/2014, Richtigstellungen zu In-Memory OLTP und ColumnStore Indexes und warum AlwaysOn nicht gleich Always On ist

Article “SQL Server 2014 – New Fundament” in iX Issue 5/2014, corrections in In-Memory OLTP and ColumnStore Indexes, and why AlwaysOn is not the same as Always On.

(DE)
In der Mai-Ausgabe der iX ist auf Seite 56 ein Artikel von mir zu finden, den ich zusammen mit den Kollegen Volker Heck (Cloud- und BI-Part) und Holger Schwichtenberg (Lektorat) geschrieben habe.

(EN)
In the May-issue of the iX, on page 56, there is an article by me which I wrote together with my colleagues Volker Heck (Cloud- and BI-Part) and Holger Schwichtenberg (copy-editing).

iX_Ausgabe_05_2014

In der finalen Version, die ich auch erst am Kiosk zu sehen bekommen habe, sind leider einige Ungenauigkeiten enthalten. Um Missverständnisse auszuschließen, möchte ich diese hier kurz geraderücken, bzw. ein korrektes Verständnis sicherstellen.

Es geht los mit der Einleitung:
1)

„…Nach zwei Jahren Entwicklungszeit stellt Microsoft die neue Version seines Datenbankservers vor...“

Richtigstellung: Ich bin mir nicht sicher, wann der Startschuss für den SQL Server 2014 war, aber ziemlich sicher war das nicht 2 Jahre vor dem Release-Datum (1.4.2014), wie dieser Satz impliziert. Dass die In-Memory OLTP Engine XTP bereits 2009 mit ihrem ersten Patent untermauert wurde, schreibe ich etwas später noch im Artikel. Wann genau feststand, dass es einen SQL Server 2014 geben würde, und der Code entsprechend gebranched wurde, ist mir nicht bekannt. Wenn ich eine Vermutung abgeben würde, wäre dies eher ca. 3 Jahre vor dem Release.

Unfortunately, in the final version, which I have actually only set eyes on at the newspaper kiosk, there are a few inaccuracies. In order to avoid misunderstandings, I will correct them here shortly, or rather ensure a correct understanding.

Starting with the introduction:
1)

”…After two years of developing, Microsoft introduces the new version of its database server…”

Correction: I am not sure as to when the starting shot was made for the SQL Server 2014, but it is quite certain that it was not 2 years before the release date (1 April 2014), as implied by this sentence. A little later, in the article I also say that the In-Memory OLTP Engine XTP was confirmed with its first patent already in 2009. I am not aware of when exactly it was certain that there would be a SQL Server 2014, and that the code would be branched accordingly. If I was to speculate, I would say it was more like 3 years before its release.

 

2)

„…Wichtigste Neuerung ist das Ablegen relationaler Daten im Hauptspeicher statt auf der Festplatte….“

Richtigstellung: Diejenigen, die sich bereits ein wenig mit dieser neuen Technologie auseinandergesetzt haben, wissen es natürlich: Die Daten werden sowohl in RAM als auch auf Festplatte gespeichert – es sei denn man arbeitet mit „Schema_Only“-Tabellen. Später im Artikel wird das auch noch deutlich, mag aber hier verwirren.

2)

„…The most important innovation is the storing of relational data in the main storage instead of the hard drive.”

Correction: Those who have already familiarized themselves a little with this new technology will know of course: The data are stored both in RAM and in the hard drive – unless you work with “schema_only”-tables. This will become clear later in the article, but may cause some confusion here.

 

3)

„…Stored Procedures in Maschinensprache
­­­… „Native Kompilierung“ ... Dafür erzeugt der Server beim ersten Ausführen aus der jeweiligen Prozedur eine DLL. Diese Bibliotheken überstehen den Neustart von Datenbank oder Server jedoch nicht, müssen also danach erneut erstellt werden…“

Das kann man leicht falsch verstehen.
Richtigstellung: Genau gesagt werden diese DLLs nach jedem Neustart von Datenbank oder Datenbankserver neu generiert (bei erster Verwendung). – Man muss diese DLLs oder gar die Prozeduren also nicht selber neu erstellen.

3)

             „…Stored Procedures in machine language.“

… “Native compiling” …”Before the first run, the server produces a DLL from the respective procedure for this. These libraries, however, do not last through the restart of database or server, so they have to be generated again afterwards…”

This can be easily misunderstood.

Correction: To be precise, these DLLs are regenerated after each restart of the database or database server (at first usage). – Thus, one does not have to generate these DLLs or even the procedures new oneself.

4)

„(Nativ kompilierte Prozeduren)…Solche Prozeduren … erlauben noch nicht alle T-SQL-Sprachelemente. Es fehlen beispielsweise Raiseerror und Begin Transaction, einige Funktionen sowie Query Hints.“

Auch das könnte jemanden auf eine falsche Fährte führen.
Richtigstellung: Besser ausgedrückt: „Zum Beispiel kann man bestimmte Befehle wie Raiseerror oder Begin Transaction, anstelle dessen ein „Atomic“-Block erforderlich ist, nicht nutzen.“ - Der Atomic-Block startet bereits eine Transaktion, daher ist ein zusätzliches „Begin Transaction“ ohnehin fehl am Platz. - Einige Query Hints werden übrigens tatsächlich unterstützt.

4)

„(Natively complied procedures) … Such procedures … do not yet allow for all T-SQL language elements. For instance, Raiseerror and Begin Transaction are missing, as well as a few functions and Query Hints.”

This, too, could be misleading.

Correction: Put more precisely: “For instance, it is not possible to use particular commands such as Raiseerror or Begin Transaction, instead of which an “atomic” block is required.” The Atomic-Block already starts a transaction, so an additional “begin transaction” is superfluous in any case. – By the way, a few Query Hints are actually supported.  

 

5)

„(neue Parallelitätskontrolle „multi-versioned, timestamped optimistic concurrency control“)… Dazu ergänzt der Server alle Datensätze um einen bei jeder Änderung automatisch aktualisierten Zeitstempel, anhand dessen er Konflikte erkennt…“

Das kann man auch leicht falsch interpretieren und einen glauben lassen, dass immer der selbe Datensatz aktualisiert wird. Der Hintergrund von „multi-versioned, timestamped optimistic concurrency control“ ist aber gerade, das es pro Version einen neuen Datensatz gibt, was sich in ausführlichen Tests von Microsoft Research in realitätsnaheren Testreihen (mit komplexeren Transaktionen im Mix mit längeren Lesezugriffen und Hotspot-Szenarien) als effizienter als „Single-version locking“ herausgestellt hat. (Quelle: „High-Performance Concurrency Control Mechanisms for Main-Memory Databases“, Microsoft, University of Wisconsin – Madison)
- Single-Version Locking wird beispielsweise von Oracle TimesTen und IBM’s solidDB eingesetzt.
Richtigstellung: Genauer ist also zu sagen, dass es pro Version einen Datensatz gibt, und die “Alten Versionen” durch ein End-Timestamp als solche markiert werden.

5)

„(new concurrency control, „multi-versioned, timestamped optimistic concurrency control“)… For this, the server complements all data sets by an automatically updated timestamp created with each change, with the help of which it recognizes conflicts…”

This can also be easily misinterpreted and may make believe that always the same data set is being updated. However, the background to “multi-versioned, timestamped optimistic concurrency control” is in fact that there is a new data set per version, which comprehensive tests in realistic test series by Microsoft Research (with more complex transactions combined with longer read access and hotspot scenarios) have shown to be more efficient than “Single-version locking.” (Source: “High-Performance Concurrency Control Mechanisms for Main-Memory Databases,” Microsoft, University of Wisconsin – Madison)

Single-Version Locking, for example, is applied by Oracle TimesTen and IBM’s solidDB.

Correction: It is thus more precise to say that there is one data set per version, and the “old versions” are marked as such by an end-timestamp.

6)

„(Clustered ColumnStore Indexe)…Diese erweiterte Variante der Hauptspeicher-Index-Technik wurde für die 2013 erschienene PDW-Variante (Parallel Data Warehouse) des SQL Server 2012 entwickelt und ist dort bereits im Einsatz…“

Die Wortwahl lässt vermuten, dass diese (Columnstore) Indexe, wie auch bei In-Memory optimierten Tabellen & Indexen, lediglich im Hauptspeicher liegen. Das stimmt natürlich nicht.
Richtigstellung: Besser sollte hier stehen: „Hauptspeicher-optimierte Indexe“

6)

 “(Clustered ColumnStore Indexes)… This enhanced type of the Main-Memory Index Technique was developed for the PDW-version (Parallel Data Warehouse) of the SQL Server 2012 made available in 2013 and is already being applied there…”

The choice of words suggests that these (Columnstore) indexes, just as with the In-Memory optimized tables & indexes, are located in the main memory only. This is of course not the case.  

Correction: More precise would be to say: “Main-Memory-optimized indexes”

7)

Und last but not least leider hat sich auch in diesem Artikel ein häufiger Fehler eingeschlichen:

Die Lösung für hohe Verfügbarkeit und Notfallwiederherstellung, welche im SQL Server 2012 neu eingeführt wurde, schreibt sich natürlich „AlwaysOn“, und weder „Always On“ noch „Always-On“.
„Always On“ (mit Leerzeichen) wurde bereits in SQL Server 2005 eingesetzt, um Speicher-Hardware für SQL Server zu zertifizieren. Dazu gehört z.B.:

  • die korrekte Umsetzung der API’s, des Write-Ahead Logging (WAL) Protokolls für sowohl Transaktionsprotokolle als auch Daten- und Backup-Dateien
  • der Optionen FILE_FLAG_WRITETHROUGH und FlushFileBuffers beim Öffnen von Dateien
  • der Unterstützung von asynchronem I/O
  • Write ordering
  • Das korrekte Übermitteln der Sektor-Größen an die Windows API’s, um Sektor-Größen-Versatz und Torn Writes zu verhindern
  • Die NTFS-Fähigkeiten wie z.B. Sparse Files, File Streams, Encryption, Compression, sämtliche Sicherheitseigenschaften

Über „Always On” lässt sich z.B. hier nachlesen: www.dell.com/downloads/global/solutions/
dell_pv_sql_always_on_tech_note_v_1_5.pdf

Im SQL Server 2008 wurde „Always On“ für die gesamte Palette der Hochverfügbarkeitstechniken verwendet. Dazu gehörten Database Mirroring, Log Shipping, Failover Clustering, Peer-to-Peer Replication, Backup und Restore (!), Database Snapshots, selbst Partitionierung und weiteres. (Hier nachzulesen: High Availability – Always On Technologies) Das hat also nicht mit dem neuen Features AlwaysOn-Verfügbarkeitsgruppen/Availability Groups und AlwaysOn-Failoverclusterinstanzen zu tun.
Und Feature-Namen werden nicht einfach „eingedeutscht“, genauso wenig wie man SharePoint auseinanderschreibt – Nein, ich werde das selbst aus Demozwecken nicht tun ;-)

7)

And last but not least, I’m afraid in this article, too, a common mistake has slipped in:

The solution for high availability and emergency restoration reintroduced in SQL Server 2012 is spelled “AlwaysOn,” of course; – neither “Always On” nor “Always-On.” “Always On” (with space) was already applied in SQL Server 2005 in order to certify storage hardware for SQL Server. It includes, for example:

  • The correct implementation of the APIs, the Write-Ahead Logging (WAL) protocol for both transaction protocols and data and backup files.
  • The options FILE_FLAG_WRITETHROUGH and FlushFileBuffers when opening files.
  • The support of asynchronous I/O.
  • Write ordering.
  • The correction transmission of the sector sizes to the Windows APIs in order to avoid sector size mismatches and Torn Writes.
  • The NTFS-abilities such as Sparse Files, File Streams, Encryption, Compression and all security properties.

You can read more on “Always On” here, for example:

www.dell.com/downloads/global/solutions/
dell_pv_sql_always_on_tech_note_v_1_5.pd

In SQL Server 2008, “Always On” was used for the entire range of high availability techniques. These include Database Mirroring, Log Shipping, Failover Clustering, Peer-to-Peer Replication, Backup and Restore (!), Database Snapshots, even partitioning, and more. (Read more here: High Availability – Always On Technologies) So this does not have anything to do with the new features AlwaysOn-Availability Groups or AlwaysOn-Failoverclusterinstances.

What is more, feature names are not simply „Germanized,“ just as you do not spell SharePoint separately – and no, I will not even do this for demonstration purposes ;-).

 

Soweit habe ich nun meinem Genauigkeitsempfinden genüge getan ;-)

 

Da das folgende Diagramm es leider nicht in den Artikel geschafft hat, möchte ich es hier zumindest mit meinen Lesern teilen:

For now, I feel like I have satisfied my sense of accuracy ;-)

 

Since the following graph has unfortunately not made it into the article, I would like to share it with my readers here at least:  

 

 XTP_Benchmark

 

Das ist das Ergebnis eines Performance-Vergleiches einer schematisch so gut wie identischen „on-Disk“-Tabelle gegenüber den verschiedenen In-Memory OLTP Varianten. Der Test wurde auf Standard-Hardware durchgeführt: Intel i7-3529 (2,9Ghz), 2 Cores hyperthreaded, 16GB RAM und SSDs. Das Ergebnis kann sich sehen lassen und entspricht Microsofts Versprechung, das neue Hardware nicht zwingend erforderlich ist, um spürbare Performance-Gewinne durch den Einsatz der XTP-Engine zu erhalten.

This is the result of a performance comparison of a schematically virtually identical “on-disc”-table compared to the different In-Memory OLTP variants. The test was carried out with standard hardware: Intel i7-3529 (2,9Ghz), 2 Cores hyperthreaded, 16GB RAM and SSDs. The result is quite impressive and matches Microsoft’s promise that new hardware is not imperative in order to obtain tangible performance gains through the application of the XTP-Engine.

Und hier sind auch nochmal die begleitenden Links zu dem Artikel:

These are the corresponding links to the article:

 

 

Ich hoffe, die genannten Punkte sind für ein besseres Verständnis nicht nur des Artikels sondern auch von SQL Server 2014 allgemein hilfreich.

Kommentare oder Nachfragen können gern hier über meinen Blog hinterlassen werden.

I hope the points above are helpful for a better understanding not only of the article but also of SQL Server 2014 in general.

You are welcome to leave comments or questions in my blog.

 

 

Andreas Wolter

 

PS: Leider sind in meiner Master-Class Workshop In-Memory OLTP & ColumnStore - New Storage Engines in SQL Server 2014 (XTC) keine Plätze mehr verfügbar (!). Im Sommer wird sicher die Entscheidung für eine Neuauflage im 2. Halbjahr 2014 oder doch erst wieder im 1. HJ 2015 fallen. – Im 2. HJ stehen wieder viele Konferenzen, inklusive MVP Summit, PASS Summit und PASS Camp an, so dass es da wirklich eng wird. Aussichtsreicher ist da meist eine Inhouse-Schulung auf Anfrage.

P.S.: Unfortunately, there are no spots left (!) in my Master-Class Workshop In-Memory OLTP & ColumnStore - New Storage Engines in SQL Server 2014 (XTC). The decision for a remake either in the second half of 2014, or only in the first half of 2015, will probably be made in summer. – For the second half of 2014, many conferences, including MVP Summit, PASS Summit and PASS Camp, are lined up, so it is already quite cramped. The prospects may thus often be better for an in-house-training on request.

 

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