ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจําคืออะไร

ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำมีข้อดีหลายประการที่เราสํารวจอย่างละเอียดที่ด้านล่าง

เวลาแฝง คือความล่าช้าระหว่างคําขอเข้าถึงข้อมูลและการตอบสนองของแอปพลิเคชัน ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำมีเวลาแฝงต่ำอย่างคาดการณ์ได้โดยไม่คํานึงถึงขนาด เวลาแฝงต่ำให้เวลาการอ่านระดับไมโครวินาที เขียนด้วยเวลาแฝงในหลักมิลลิวินาที และอัตราการโอนถ่ายข้อมูลสูง

ด้วยเหตุนี้ ที่เก็บข้อมูลในหน่วยความจําจึงช่วยให้องค์กรสามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลได้แบบเรียลไทม์ คุณสามารถออกแบบแอปพลิเคชันที่ประมวลผลข้อมูลและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงได้ก่อนที่จะสายเกินไป ตัวอย่างเช่น การคํานวณข้อมูลเซ็นเซอร์ในหน่วยความจําจากยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองสามารถให้เวลาตอบสนองในเสี้ยววินาทีที่ต้องทำการเบรกฉุกเฉิน

ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำเป็นที่รู้จักสำหรับอัตราการโอนถ่ายข้อมูลสูง อัตราการโอนถ่ายข้อมูลหมายถึงจํานวนการดําเนินการอ่าน (อัตราการโอนถ่ายข้อมูลการอ่าน) หรือการเขียน (อัตราการโอนถ่ายข้อมูลการเขียน) ภายในช่วงเวลาที่กําหนด ตัวอย่างเช่น ไบต์/นาที หรือธุรกรรมต่อวินาที

คุณสามารถปรับขนาดฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำเพื่อให้ตอบสนองต่อความต้องการของแอปพลิเคชันที่เปลี่ยนแปลงไป ทั้งการปรับขนาดการเขียนและการอ่านสามารถทําได้โดยไม่ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการทำงาน ฐานข้อมูลจะออนไลน์อยู่เสมอ และสนับสนุนการดําเนินการอ่านและเขียนในระหว่างการปรับขนาด

ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำเป็นตัวเลือกที่ดีสําหรับอุตสาหกรรมทางด้านธนาคาร โทรคมนาคม เกม และการโฆษณาบนอุปกรณ์เคลื่อนที่ เรามีตัวอย่างการใช้งานฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำด้านล่าง

แคชคือชั้นพื้นที่เก็บข้อมูลความเร็วสูงที่จัดเก็บชุดย่อยของข้อมูลชั่วคราวทั่วไป วัตถุประสงค์หลักของแคชคือการเพิ่มประสิทธิภาพการดึงข้อมูลโดยลดความจําเป็นในการเข้าถึงชั้นพื้นที่เก็บข้อมูลที่ช้าลง ซึ่งหมายความว่าคําขอในอนาคตสําหรับข้อมูลนั้นจะได้รับบริการเร็วกว่าที่เป็นไปได้โดยการเข้าถึงตําแหน่งที่จัดเก็บข้อมูลหลักของข้อมูล

การแคชอนุญาตให้คุณใช้ข้อมูลที่เรียกคืนหรือประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์ก่อนหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ พื้นที่เก็บข้อมูลในหน่วยความจําทํางานได้ดีสําหรับการเข้าถึงข้อมูลแคชได้เร็วขึ้น การแคชจะลดการสูญเสียความทนทานสําหรับเวลาตอบกลับ เวลาตอบกลับจะเร็วขึ้นเนื่องจากข้อมูลถูกดึงมาจากหน่วยความจํา แต่การแคชไม่ได้ป้องกันการสูญเสียข้อมูลในหน่วยความจํา นี่คือเหตุผลที่การแคชมักใช้ร่วมกับฐานข้อมูลที่ทนทานบนดิสก์

การประมูลแบบเรียลไทม์หมายถึงการซื้อและขายการแสดงผลโฆษณาออนไลน์ โดยปกติการประมูลจะต้องทําในขณะที่ผู้ใช้โหลดหน้าเว็บใน 100-120 มิลลิวินาทีและบางครั้งเพียง 50 มิลลิวินาทีเท่านั้น ในช่วงเวลานี้ แอปพลิเคชันการประมูลแบบเรียลไทม์จะขอราคาเสนอจากผู้ซื้อทั้งหมดสําหรับสปอตโฆษณา เลือกราคาประมูลที่ชนะตามหลักเกณฑ์ต่างๆ แสดงราคาที่เสนอ และรวบรวมข้อมูลหลังการแสดงโฆษณา ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการนําเข้าประมวลผล และวิเคราะห์ข้อมูลแบบเรียลไทม์ด้วยเวลาแฝงต่ำกว่าระดับมิลลิวินาที

ลีดเดอร์บอร์ดของเกมที่เกี่ยวข้องจะแสดงตําแหน่งผู้เล่นเกมกับผู้เล่นท่านอื่นที่อยู่ในอันดับใกล้เคียงกัน ลีดเดอร์บอร์ดเหล่านี้สามารถช่วยสร้างการมีส่วนร่วมระหว่างผู้เล่นและป้องกันการลดทอนผู้เล่นเกมเมื่อเทียบกับผู้เล่นชั้นนํา ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำสามารถให้ผลลัพธ์การเรียงลําดับได้อย่างรวดเร็วและอัปเดตลีดเดอร์บอร์ดแบบเรียลไทม์สําหรับเกมที่มีผู้เล่นหลายล้านคนได้

แคชแบบใช้หน่วยความจำอาศัยหน่วยความจําเข้าถึงแบบสุ่ม (RAM) ในการจัดเก็บข้อมูล เทคโนโลยีนี้จัดเก็บตารางข้อมูลโดยตรงใน RAM แทนที่จะอยู่ในไดรฟ์ภายนอก โครงสร้างข้อมูลแบบเฉพาะจะช่วยจัดทําดัชนีบันทึกข้อมูลของคุณได้ ดัชนีทําหน้าที่เป็นตัวชี้ไปยังแถวและคอลัมน์เฉพาะโดยตรง แต่จะมีการบีบอัดข้อมูลทางกายภาพจริงและไม่สัมพันธ์กับรูปแบบ เมื่อคุณทําการร้องขอการเข้าถึง ฐานข้อมูลจะนําคุณไปยังค่าข้อมูลที่แน่นอนโดยใช้ดัชนี ข้อมูลที่เก็บไว้จะพร้อมใช้งานในรูปแบบที่ใช้งานได้โดยตรงเสมอ

สิ่งต่างๆ เช่น การประมวลผล 64 บิต ราคา RAM ที่ต่ำกว่าและเซิร์ฟเวอร์แบบมัลติคอร์ทําให้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลในหน่วยความจําเป็นเรื่องปกติมากขึ้น นอกจากนี้พื้นที่จัดเก็บข้อมูลบนคลาวด์ยังช่วยให้คุณสามารถปรับขนาดทรัพยากร RAM ขึ้นหรือลงได้ตามความต้องการ การทําให้เทคโนโลยีในหน่วยความจํามีความยืดหยุ่นและเข้าถึงได้มากขึ้น

ฐานข้อมูลแบบเดิมจะคงข้อมูลทั้งหมดไว้ในดิสก์ไดรฟ์ภายนอกหรือโซลิดสเตตไดรฟ์ ต้องมีการเข้าถึงดิสก์ทุกครั้งเมื่อการดําเนินการอ่านและเขียน ในทางกลับกันแคชแบบใช้หน่วยความจำไม่ได้จัดลําดับความสําคัญการมีอยู่ของข้อมูล ตัวอย่างเช่น แคชอาจบันทึกข้อมูลลงในสื่อจัดเก็บข้อมูลภายนอกเป็นระยะๆ เท่านั้น เราได้สรุปความแตกต่างระหว่างแคชแบบใช้หน่วยความจําและฐานข้อมูลแบบเดิมไว้ที่ด้านล่าง

แคชแบบใช้หน่วยความจำให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเนื่องจากการเขียนจะไม่คงอยู่ ทําให้ไม่ต้องเสียเวลาสําหรับการมีอยู่ของข้อมูลเพิ่มเติม ยังมีการเขียนฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำอยู่ ทําให้การเปลี่ยนแปลงข้อมูลมีความทนทาน ความทนทานนี้มาพร้อมกับค่าใช้จ่ายของประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าสําหรับการเขียน แต่ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำยังคงให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าฐานข้อมูลบนดิสก์ จากแง่มุมด้านประสิทธิภาพ ฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำจะอยู่ระหว่างแคชแบบใช้หน่วยความจำและฐานข้อมูลบนดิสก์

เนื่องจากข้อมูลทั้งหมดถูกจัดเก็บและจัดการเฉพาะในหน่วยความจํา แคชแบบใช้หน่วยความจำจึงเสี่ยงต่อการสูญเสียข้อมูลเมื่อการประมวลผลหรือเซิร์ฟเวอร์ล้มเหลว แคชแบบใช้หน่วยความจำอาจเก็บข้อมูลเป็นระยะๆ บนฐานข้อมูลดิสก์ในการเพิ่มความทนทาน เราได้เพิ่มกลไกบางอย่างเพื่อปรับปรุงความทนทานไว้ที่ด้านล่าง

ไฟล์สแนปช็อตจะบันทึกสถานะฐานข้อมูลในช่วงเวลาที่กําหนด แคชแบบใช้หน่วยความจำจะสร้างสแนปช็อตเป็นระยะๆ หรือระหว่างการปิดระบบที่ควบคุมได้ แม้ว่าสแนปช็อตจะช่วยเพิ่มความทนทานได้ในระดับหนึ่ง แต่การสูญหายของข้อมูลอาจยังคงเกิดขึ้นในระหว่างการทำสแนปช็อต

เรกคอร์ดในการบันทึกธุรกรรมจะเปลี่ยนแปลงไปยังฐานข้อมูลในไฟล์สมุดรายวันภายนอก การบันทึกการอ่าน/เขียนข้อมูลได้อย่างอิสระและไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน ไฟล์บันทึกข้อความช่วยในการกู้คืนแคชแบบใช้หน่วยความจำโดยอัตโนมัติ

แคชแบบใช้หน่วยความจำบางรายการขึ้นอยู่กับความซ้ำซ้อนเพื่อให้มีความพร้อมใช้งานสูง จะมีการเก็บสําเนาของข้อมูลเดียวกันหลายชุดในโมดูลหน่วยความจําที่แตกต่างกัน ความล้มเหลวของโมดูลส่งผลให้เกิดการใช้ระบบสำรองเพื่อกู้คืนข้อมูลไปยังสําเนาสํารองที่ซ้ำกันโดยอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงข้อมูลที่สูญหายด้วยแคชได้

AWS ให้บริการแคชและฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจําที่มีการจัดการแเต็มรููปแบบต่างๆ สําหรับความต้องการเฉพาะของคุณ

Amazon MemoryDB สำหรับ Redis คือบริการฐานข้อมูลแบบใช้หน่วยความจำที่มีความทนทาน ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่มีความเร็วสูงเป็นพิเศษ ซึ่งทำงานได้กับ Redis ซึ่งเป็นพื้นที่เก็บข้อมูลโอเพ่นซอร์สยอดนิยม สิ่งนี้ช่วยให้ลูกค้าสามารถสร้างแอปพลิเคชันได้อย่างรวดเร็วโดยใช้โครงสร้างข้อมูล Redis API และคําสั่ง Redis ที่ยืดหยุ่นและเป็นมิตรแบบเดียวกับที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน นอกจากนี้ MemoryDB จะจัดเก็บข้อมูลของคุณอย่างคงทนใน Availability Zone (AZ) หลายแห่งโดยใช้บันทึกการทำรายการแบบ Multi-AZ เพื่อช่วยให้การใช้ระบบสำรองเพื่อกู้คืนข้อมูล การกู้คืนฐานข้อมูล และการรีสตาร์ทโหนดทำได้อย่างรวดเร็วอีกด้วย

Amazon ElastiCache สำหรับ Redis คือบริการแคชแบบใช้หน่วยความจําที่ทำงานได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้เวลาแฝงระดับไมโครวินาทีสามารถขับเคลื่อนแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ระดับอินเทอร์เน็ตได้ นักพัฒนาสามารถใช้ ElastiCache สำหรับ Redis เป็นแคชแบบใช้หน่วยความจํา หรือกรณีการใช้งานที่ไม่ต้องการความทนทานของข้อมูลสูง การกําหนดค่าคลัสเตอร์ ElastiCache สำหรับ Redis จะรองรับลูกค้าในการเรียกใช้เวิร์กโหลด Redis ที่มีความจุในหน่วยความจําสูงสุด 6.1 TB ในคลัสเตอร์เดียว ElastiCache สำหรับ Redis ยังให้ความสามารถในการเพิ่มและลบส่วนข้อมูลออกจากคลัสเตอร์ที่กําลังทํางานอยู่ได้ คุณสามารถปรับขนาดเวิร์กโหลดคลัสเตอร์ Redis เข้าและออกแบบไดนามิกเพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปได้

Amazon ElastiCache สำหรับ Memcached คือบริการแคชที่เป็นค่าหลักในหน่วยความจำที่ทำงานร่วมกับ Memcached ได้ ซึ่ง Memcached จะให้ประสิทธิภาพการทำงานสูง ใช้งานง่าย และมีความเรียบง่าย ElastiCache สำหรับ Memcached ทำงานได้รวดเร็ว สามารถจัดการได้อย่างเต็มรูปแบบ ปรับขนาดได้ และปลอดภัย ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับกรณีใช้งานที่ข้อมูลที่มีการเข้าถึงบ่อยครั้งต้องอยู่ในหน่วยความจำ

เริ่มต้นใช้งานแคชแบบใช้หน่วยความจำหรือฐานข้อมูลบน AWS โดยสร้างบัญชีฟรีวันนี้