A Revolução do Oracle Exadata: Uma Jornada de Inovações em Banco de Dados desde 2008

Neste Blog, mostraremos a história do Exadata, comparando de forma resumida as mudanças no hardware de cada um, levando em consideração a parte do hardware destinado a processamento do Banco de Dados. As unidades de armazenamento estão expressas em Terabytes RAW (não formatado e sem RAID, valores brutos totais).

Set/2008: Em Setembro de 2008 surgia o primeiro Appliance para banco de dados do mundo, o Exadata!

O Exadata V1 já chegou causando um alvoroço no mercado por introduzir uma máquina no padrão x86 com uma capacidade de processamento acima de algumas máquinas de arquitetura RISC, oferecendo 64 Cores, 256GB de memória, 168TB de armazenamento bruto (RAW), com 8 portas de rede Gigabit. Uma curiosidade sobre o primeiro Exadata, é que este modelo foi produzido em parceria com a Hewlett-Packard Inc e foi apresentado como HP Oracle Exadata.

HP Oracle Exadata - Datasheet

Set/2009: Com pouco mais de 5 meses após a aquisição da Sun Microsystems pela Oracle (Abr/2009), ela lança sua segunda máquina Exadata, mas agora sob a logo Sun Oracle. O modelo V2, reafirmou a proposta da Oracle para o mercado global: Este é e será sempre o melhor Database Appliance do mundo!

Enquanto o mercado especulava sobre o primeiro modelo, a Oracle apresentava sua segunda máquina com grandes com inovações: Dobraram a capacidade de memória de 256GB para 576GB e de 168TB para 336TB de armazenamento. Mas o ápice da inovação foi a introdução da primeira unidade de SSDs em um servidor, o Smart Flash Cache que continham 4 cartões eMLC NAND de 24nm de 96GB, 384GB por controladora, que eram montados em uma placa PCIe (Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card). Como neste modelo ofertavam 14 storages e cada um continha uma controladora Flash, o V2 oferecia absurdos 5,37TB de SSDs nessa época. Para fechar com chave de ouro, ela apresentava este appliance com 4 versões denominadas Single Server, Quarter Rack, Half Rack e Full Rack. Desta forma a Oracle posicionava seu appliance para uma gama maior de clientes no mercado.

Oracle Exadata V2 Datasheet

Set/2010: A Oracle lançava seu terceiro modelo do Exadata inovando mais uma vez. Agora com a nomenclatura X2-2 em três versões e X2-8 como o mais robusto. O processador adotado desta vez foi o Intel® Xeon® X5670 (6 Cores / 12 Threads, 2.93GHz / 3.33Ghz, 12MB de Cache) para as versões X2-2 e o Intel® Xeon® X7560 (8 Cores / 16 Threads, 2.27GHz / 2.67Ghz, 24MB de Cache) no X2-8. Os Database Servers na versão X2-2 são máquinas com dois sockets e a X2-8 possuem 8 sockets! Vejam como eram oferecidas as versões:

X2-2 Quarter Rack: 2 Databases Servers com um total de 24 Cores, 192GB RAM e 3 storages com capacidade de 21,6TB Discos SAS 15K ou 108TB de discos SAS 7.2K para armazenamento e mais uma área de Flash com 1,15TB;

X2-2 Half Rack: 4 Databases Servers com um total de 48 Cores, 384GB RAM e 7 storages com capacidade de 50TB Discos SAS 15K ou 252TB de discos SAS 7.2K para armazenamento e mais uma área de Flash com 2,68TB;

X2-2 Full Rack: 8 Databases Servers com um total de 96 Cores, 768GB RAM e 14 storages com capacidade de 100TB Discos SAS 15K ou 504TB de discos SAS 7.2K para armazenamento e mais uma área de Flash com 5,37TB;

X2-8 Full Rack: 2 Databases Servers com um total de 128 Cores, 2TB RAM e 14 storages com capacidade de 100TB Discos SAS 15K ou 504TB de discos SAS 7.2K para armazenamento e mais uma área de Flash com 5,37TB;

Ambas as versões contavam com Switchs Infiniband de 36 portas à 40Gb/s para intercomunicação incluso no rack, sendo 2 na versão Quarter Rack e 3 nas demais. Outra inovação presente nesta versão são as 8 portas 10GbE Ethernet para tráfego de rede. A controladora Flash é a mesma utilizada na versão anterior (Sun Flash Accelerator F20 PCIe Card). A partir de então, a Oracle manteria este escopo de oferta com opções escaláveis.

Oracle Exadata X2-2 Datasheet

Oracle Exadata X2-8 Datasheet

Set/2012: No modelo X3 as mudanças nas versões X3-2 (Quarter, Half e Full) foram na adoção do Intel® Xeon® E5-2690 (8 Cores / 16 Threads, 2.9GHz / 3.8Ghz, 20MB de Cache) em um total de 128 Cores e 2TB de memória RAM. Outro salto significativo foi na velocidade dos Infinibands, que dos 184 Gbit/s máximos alcançados pelo X2, nesta versão saltou para 400 Gbit/s. Uma nova ação da Oracle foi criar mais uma versão para a linha X3-2, a Oitavo, ou Eighth Rack, que nada mais era do que o Quarter com todos os appliances monoprocessados, ou seja, metade do Quarter Rack. Isso abriu mais possibilidades em atender demandas ainda menores, atingindo um nicho de mercado que até então não era possível. Estes modelos adotaram uma nova controladora com mais armazenamento flash que o modelo anterior, a Sun Flash Accelerator F40 PCIe Card, dobrando a capacidade da anterior indo para 22.4TB no total.

Oracle Exadata X3-2 Datasheet

Na versão top de linha, a X3-8, o processador mudava para o Intel® Xeon® E7-8870 (10 Cores / 20 Threads, 2.4GHz / 2.8Ghz, 30MB de Cache), totalizando 160 Cores com 4TB de memória. Ambas versões tiveram upgrade de área Flash subindo dos até então 5,37TB para assustadores 44.8TB de SSD, utilizando outra nova controladora, a Sun Flash Accelerator F80 PCIe Card.

Oracle Exadata X3-8 Datasheet

Nov/2013: Nesta data a Oracle apresenta o novo modelo, o X4, mostrando de fato ao mercado que não há Database Appliance mais sólido e inovador. As versões do X4-2 trouxeram um upgrade de processamento bem mais agressivo, com o Intel® Xeon® E5-2697 v2 (12Cores / 24 Threads, 2.7GHz / 3.5Ghz, 30MB de Cache) em um total de 192 Cores, 4TB de memória RAM, 201.6TB de discos 10k ou 672TB de discos SAS 7.2K para armazenamento com 44,8TB de Flash Cache em sua versão Full Rack, a mesma controladora utilizada pelo modelo X3-8.

Oracle Exadata X4-2 Datasheet

Já a versão X4-8 apresentavam absurdos 240 Cores adotando o Intel® Xeon® E7-8895 v2 (15 Cores / 30 Threads, 2.8GHz / 3.6Ghz, 37.5MB de Cache), 12TB de memória RAM e quase 90TB de Flash Cache SSD. Esta versão abriu caminho para unidades de armazenamento NVMe PCIe Gen3 de 1.6TB cada que entregavam insanos 440K de IOPS de leitura aleatória, em um total de quase 180TB brutos de volume!!!

Uma curiosidade, é que a partir desta versão até o X4-8 passa a ser ofertado de duas formas, Full Rack e Half Rack.

Oracle Exadata X4-8 Datasheet

Jan/2015: Um pouco mais tarde do que o esperado, a Oracle anuncia seu novo modelo, o X5. Aqui ela consolidava sua versão top de linha até então, a X4-8 mas com alguns upgrades a mais na versão Full Rack. Os processadores adotados foram o Intel® Xeon® E5-2699 v3 (18 Cores / 36 Threads, 2.3Ghz / 3.6Ghz, 45MB Cache) e na versão X5-8 o Intel® Xeon® E7-8895 v3 (18 Cores / 36 Threads, 2.3Ghz / 3.6Ghz, 45MB Cache), ambos totalizando 288 Cores, 6TB de memória RAM e 1,3PT de armazenamento. 

Para sua versão X5-8 a única mudança era na capacidade de memória, que ia para 12TB assim como em sua versão anterior, X4-8.

Oracle Exadata X5-2 Datasheet

Oracle Exadata X5-8 Datasheet

Abr/2016: O modelo X6 apresentado, era pouco mais robusto que o seu antecessor X5, com uma curiosidade em relação aos processadores utilizados: na versão X6-2 adotaram o Intel® Xeon® E5-2699 v4 (22 Cores / 44 Threads, 2.2Ghz / 3.6Ghz, 55MB Cache) em um total de 352 Cores, e na versão X6-8 o Intel® Xeon® E7-8895 v3 (18C/36T, 2.6Ghz / 3.5Ghz, 45MB Cache) o mesmo da versão do modelo anterior. Para as memórias não houve alteração, mantendo os 12TB de RAM para ambas versões top de linha. Já na área de Flash Cache houve um maior investimento indo dos quase 90TB para 180TB e Extreme Flash indo para 358TB, ou seja, o dobro! Isso graças ao novo modelo de controladora, a Sun Flash Accelerator F320 PCIe Card.

Oracle Exadata X6-2 Datasheet

Oracle Exadata X6-8 Datasheet

Out/2017: No modelo X7, a área de armazenamento que não havia mudado nos dois modelos anteriores, veio com um pouco mais de recurso, 1.68PT. A área de Flash Cache novamente dobrou, agora oferecendo 358TB da mesma forma que ocorreu com a Extreme Flash com seus quase 717TB do mais puro SSD NVMe, graças ao lançamento da nova controladora F640! Para a capacidade de processamento, as versões do X7-2 subiram para 24 Cores adotando o processador Intel® Xeon® Platinum 8160 (24 Cores / 48 Threads, 2.1Ghz / 3.7GHz, 33MB L3 Cache) e o Intel® Xeon® Platinum 8168 (24 Cores / 48 Threads, 2.7GHz/ 3.7GHz, 33MB L3 Cache) na versão X7-8, ambos totalizando 384 Cores. A quantidade de memória permaneceu em 12TB. 

Oracle Exadata X7-2 Datasheet

Oracle Exadata X7-8 Datasheet

 Abr/2019: Bem mais tarde do que o habitual, a Oracle apresenta seu novo modelo, o X8. As mudanças foram sutis, os processadores adotados foram Intel® Xeon® Platinum 8260 (24 Cores / 48 Threads, 2.1Ghz / 3.7GHz, 35,75MB L3 Cache) no X8-2 e o Intel® Xeon® Platinum 8268 (24 Cores / 48 Threads, 2.7GHz/ 3.7GHz, 35,75MB L3 Cache) no X8-8 e para a área de armazenamento que saiu dos 1.68PT para 2.35PT. Em resumo, pouca mudança. A diferença nos processadores ficaram apenas no clock e memória cache, além do acréscimo no armazenamento.

Oracle Exadata X8-2 Datasheet

Oracle Exadata X8-8 Datasheet

Nov/2019: Alguns meses após o lançamento do X8, a Oracle lança o X8M-2 e o X8M-8. Mas o que muda? 

Primeiro vamos entender essa nova letra, o M. Ele traz a nova tecnologia de Memória Persistente ou simplesmente In Memory. Ela é do tipo não volátil, ou seja, mesmo desligando o equipamento o dado não se perde. É mais lenta do que uma DRAM mas ainda sim tem uma taxa mais alta do que a de um SSD NVMe. É usada para guardar dados por aplicações sensíveis ao tempo de inatividade e que exigem alto desempenho quando esses mesmos dados precisam ser novamente acessados.

Além da adoção do PMEM, este modelo trouxe outra tecnologia, a RDMA over Converged Ethernet, ou simplesmente RoCE. Para explicar sobre isso, vamos destrinchar as siglas:

– RDMA (Remote Direct Memory Access): É um recurso de gerenciamento capaz de movimentar dados entre servidores diretamente na memória, sem passar pelo processador.

– CE (Converged Ethernet): É um conjunto de protocolos que se combinam para evitar perdas de pacotes em redes.

Então, o RoCE é um mecanismo para fornecer essa transferência eficiente de dados com latências muito baixas em redes Ethernet sem perdas e sem passar por processamento. É comunicação direta e extremamente eficiente, além de segura.

Sobre memória, armazenamento e processamento, nada mudou em relação ao modelo X8 lançado em Novembro de 2019, apenas no incremento do PMEM da seguinte maneira:

– X8M-2 Eighth Rack, Quarter Rack e X8M-8 Half Rack: 4.5TB PMEM;

– X8M-2 Half Rack: 10.5TB PMEM;

– X8M-2 Full Rack e X8M-8 Full Rack: 21TB PMEM.

Oracle Exadata X8m-2 Datasheet

Oracle Exadata X8m-8 Datasheet

 Set/2021: A Oracle nesta data lançava seu décimo primeiro Exadata, o X9M. A mudança foi no processador adotado nas versões X9M-2, o Intel® Xeon® Platinum 8358 (32 Cores / 64 Threads, 2.6Ghz / 3.4GHz, 48MB L3 Cache) e na memória RAM que subiu para 16TB. A versão X9M-8 é a mesma máquina X8M-8 que também foi a mesma na versão X8-8. O único diferencial em relação ao modelo anterior foi nos Storages Servers, onde foram substituidos os processadores e acréscimo de memória.

Oracle Exadata X9m-2 Datasheet

Oracle Exadata X9m-8 Datasheet

 Set/2023: Aqui a Oracle dá um salto gigantesco em relação a tudo que havia feito até então: Lança seu primeiro appliance para uso On Premise usando processadores AMD!

Criado e desenvolvido exclusivamente para a Oracle, a nova linha X10M vem equipada com processadores AMD EPYC™ 9J14 (96 Cores / 192 Threads, 2.6Ghz / 3.7GHz, 288MB Cache = 96MB L2 + 192MB L3). Este modelo coloca no mercado uma plataforma bem mais moderna adotando memórias DDR5. No que diz respeito ao armazenamento, outra grande novidade é o lançamento de SSDs NVMe PCIe 4.0 com nada mais nada menos que 30.72TB cada unidade, juntamente com as novas unidades NVMe de 6.8TB que somadas ofertam 2.5PB de armazenamento Extreme Flash ou 4.4PB para dados menos acessados.

Outra novidade em relação ao modelo anterior é a substituição do RDMA PMEM pelo XRMEM que atua da mesma forma, mas foi modificado por questões de compatibilidade com a nova arquitetura do processador. Nos modelos anteriores, a quantidade máxima de Database Servers contidos em um rack eram de 8 servidores, mas no modelo X10M esse número sobe para 15 e dos 14 storages de antes, agora suporta até 17.

Os modelos ofertados do X10M são Quarter e Half Rack, acima deles são todos considerados como Elastic Configuration.

Oracle Exadata X10m Datasheet

Autoria: Unilson Rangel, clique aqui para acessar seu LinkedIn