KAIST, 세계 최고 성능 DBMS 개발

김민수 교수(좌측 위), 남윤민 박사 (우측 위), 한동형 박사과정(우측 아래)

복잡한 SQL 질의 처리시 메모리 공간 부족이나 시간이 매우 오래 걸리는 문제가 발생하는 주요 원인은 데이터 테이블들을 하나의 커다란 왼쪽 깊은 이진 트리(left-deep binary tree) 형태로 배치하기 때문에 발생한다는 것을 국네 연구진 찾아냈다. 이로써 방대한 정보를 저장하고 목적에 맞게 검색, 관리하는 데이터베이스관리시스템(DBMS)을 세계 최고 수준의 성능으로 끌어올렸다.

KAIST(한국과학기술원)는 전산학부 김민수 교수 연구팀이 데이터베이스 질의 언어 SQL(Structured Query Language, 구조화 질의어) 처리 성능을 대폭 높인 세계 최고 수준의 DBMS 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

김 교수 연구팀은 데이터 처리를 위해 산업 표준으로 사용되는 SQL 질의를 기존 DBMS와는 전혀 다른 방법으로 처리함으로써 성능을 기존 옴니사이(OmniSci) DBMS 대비 최대 88배나 높인 신기술을 개발했다. 이 기술은 오라클·마이크로소프트 SQL서버·IBM DB2 등 타 DBMS에도 적용할 수 있어 고성능 SQL 질의 처리가 필요한 다양한 곳에 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

대부분의 DBMS는 SQL 질의를 처리할 때 내부적으로 데이터 테이블들을 `왼쪽 깊은 이진 트리(left-deep binary tree)' 형태로 배치해 처리하는 방법을 사용한다. 지난 수십 년간 상용화돼 온 대부분의 DBMS는 데이터 테이블들의 배치 가능한 가지 수가 기하급수적으로 많기 때문에 이를 `왼쪽 깊은 이진 트리' 형태로 배치해 SQL 질의를 처리해 왔다.

이 연구의 기술은 게임 등에서 흔히 사용되는 GPU를 장착할 경우 SQL 처리 속도가 더욱 가속되는 특징을 지닌다. 일반적으로 GPU는 CPU보다 이론적인 계산 성능이 우수하다. 이 점을 이용하여 주어진 SQL 질의에서 시간이 많이 소요되는 부분들을 GPU로 스트리밍하면서 GPU에서 계산함으로써 SQL 질의 처리 속도를 가속한다.

해당 기술을 GPU 기반의 DBMS로 매우 유명한 미국 OmniSci(옴니사이) DBMS에 적용하였으며 그 결과 원래의 OmniSci DBMS에 비해 최대 88배 성능을 향상시킬 수 있었다.

이 수치는 이 기술이 얼마나 효과가 좋고 우수한 기술인지를 단적으로 보여주는 결과이다. 또한 TPC-DS 벤치마크를 이용하여 종래 세계 최고 성능의 상용 DBMS들과 성능 비교를 한 결과 본 기술이 적용된 OmniSCi DBMS가 최소 5배, 최대 20배 더 빠른 성능을 보였다. 본 기술은 이론 수준의 기술이 아니라 이미 OmniSci라는 유명 DBMS에 적용하여 시스템 수준에서 효과를 확인한 상용 직전 수준의 기술이다. 또한, 대부분의 DBMS에 적용 가능한 기술이기 때문에 고성능 SQL 질의 처리가 필요한 다양한 DBMS들에 폭넓게 적용되는 등 산업적 파급 효과가 클 것으로 기대한다.    이정희 기자 / 사진 KAIST 홍보실 제공