세계 최고 성능 지닌 국산 DBMS 기술 나왔다
세계 최고 성능 지닌 국산 DBMS 기술 나왔다
  • 육군영 기자
  • 승인 2020.06.23 21:33
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KAIST, 美 옴니사이(OmniSci) DBMS 대비, 최대 88배나 처리속도 향상
새로운 접근법으로 질의문 처리 속도 대폭 증가, 세계 최고
연구를 주도한 김민수 교수(좌측 위), 남윤민 박사 (우측 위), 한동형 박사과정(우측 아래).
연구를 주도한 김민수 교수(좌측 위), 남윤민 박사 (우측 위), 한동형 박사과정(우측 아래).

[대전=뉴스봄] 육군영 기자 = 세계 최고 성능을 자랑하는 국산 데이터베이스관리시스템(DBMS, DataBase Management System)이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

23일 KAIST 전산학부 김민수 교수 연구팀은 데이터베이스 성능의 척도라 할 수 있는 질의 언어 SQL(Structured Query Language, 구조화 질의어) 처리 성능을 미(美) 옴니사이(OmniSci) DBMS 대비 최대 88배 빠른 DBMS를 만들었다고 밝혔다.

KAIST 관계자에 따르면 김 교수 연구팀은 데이터 처리를 위해 산업표준으로 사용되는 SQL 질의를 기존 DBMS와는 전혀 다른 방법으로 처리했다.

이 기술은 오라클·마이크로소프트 SQL서버·IBM DB2 등 타 DBMS에도 적용할 수 있어 고성능 SQL 질의처리가 필요한 다양한 곳에 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

DBMS 질의 처리 방식 및 이번 기술의 질의 처리 방식 개념도.
DBMS 질의처리 방식 및 이번 기술의 질의처리 방식 개념도.

오늘날 메인 메모리 기반의 SQL 질의처리 시스템들은 산업 분야에서 비즈니스 데이터들을 분석처리하는 데 필수적으로 사용되고 있다.

그러나 사회가 고도화됨에 따라 데이터베이스의 구조도 점점 복잡해지면서 데이터 분석을 위해 사용되는 SQL 질의도 복잡한 형태가 많이 사용되면서 SQL 질의처리 속도가 곧 DB의 성능을 가르는 척도가 됐다.

그러나 기존 DBMS는 간단한 질의어의 형태인 PK-FK 관계로 결합한다는 가정하에 개발돼 FK-FK 결합 등의 복잡한 질의를 처리할 경우 매우 느리거나 심지어 처리하지 못하고 실패하는 문제가 있었다.

김 교수팀은 문제해결을 위해 여러 개의 작은 `왼쪽 깊은 이진 트리'를 `n항 조인 연산자'로 묶는 형태로 배치해 처리하는 기술을 개발했다.

이때 각각의 `작은 이진 트리' 안에는 FK-FK 결합관계가 발생하지 않도록 테이블들을 배치하는 것이 핵심이다.

각각의 `작은 이진 트리'의 처리 결과물을 `n항 조인 연산자'로 결합해 최종 결과물을 구하는 것도 난제로 꼽히는데 연구팀은 `최악-최적(worst-case optimal) 조인 알고리즘'이라는 방법으로 이 문제를 해결했다.

`최악-최적 조인 알고리즘'은 그래프 데이터를 처리할 때 이론적으로 가장 우수하다고 알려진 알고리즘이다. 김 교수 연구팀은 세계에서 가장 먼저 이 알고리즘을 SQL 질의처리에 적용해 난제를 해결하는 데 성공했다.

김 교수 연구팀은 새로 개발한 DBMS 기술을 GPU 기반의 DBMS 개발업체인 미국 옴니사이(OmniSci)사 제품에 적용한 결과 OmniSci DBMS보다 성능이 최대 88배나 향상된 결과를 얻었다.

또 TPC-DS 벤치마크에서도 세계 최고 수준의 성능을 가진 기존의 상용 DBMS보다 5~20배나 더 빠른 사실을 확인했다. TPC-DS는 DBMS의 성능을 측정하기 위한 산업표준의 최신 벤치마크이다.

교신저자로 참여한 김 교수는 "연구팀이 개발한 새로운 기술은 대부분의 DBMS에 적용할 수 있기 때문에 산업적 측면에서 파급효과가 매우 클 것으로 기대한다ˮ 라고 말했다.

미국 옴니사이(OmniSci)사에 재직 중인 남윤민 박사가 제1 저자로 김 교수가 교신저자로 참여한 이번 연구는 지난 18일 미국 오리건주 포틀랜드에서 열린 데이터베이스 분야 최고의 국제학술대회로 꼽히는 `시그모드(SIGMOD)'에서 발표됐다. (논문명 : SPRINTER: A Fast -ary Join Query Processing Method for Complex OLAP Queries).


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