一种层次化数据库操作加速系统和方法与流程

技术特征：
1.一种层次化数据库操作加速系统，用于对单节点数据库进行多加速卡扩展，包括：主机，接收查询计划，根据所述查询计划，生成相应的查询操作并进行分发，所述主机还接收并处理汇总执行结果；层级加速模块，与所述主机相连，接收主机分配的所述查询操作并返回所述汇总执行结果；其特征在于，所述层级加速模块包括一个主加速卡和至少一个从加速卡，所述主加速卡和所述从加速卡相互连接，执行被分配的查询操作，产生执行结果；其中所述从加速卡向所述主加速卡返回所述执行结果，由所述主加速卡完成所述执行结果汇聚和被分配的后续查询操作，向主机返回所述汇总执行结果。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主机和所述主加速卡以及从加速卡分别设置有用于存储数据的存储单元，形成加速芯片片内高速缓存、加速卡内存、加速卡存储器、主机侧存储器的多级存储架构；所述主机根据数据分布信息和各加速卡的执行能力信息将所述查询计划对应的所述查询操作分发至各所述加速卡，所述数据分布信息根据各所述存储单元之间的数据分布状态确定。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加速芯片片内高速缓存、所述加速卡内存、所述加速卡存储器、所述主机侧存储器之间按照预设缓存规则进行数据传递。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述各个从加速卡按预设周期向所述主加速卡发送自身的通告信息，所述主加速卡根据所述通告信息更新各所述加速卡间的数据分布；其中，所述通告信息包括加速卡存储器的剩余容量和存储的数据内容、以及各个所述从加速卡记录的各自节点数据块的热度和关联度。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，按照预设规则从各所述加速卡中选定所述主加速卡，所述主加速卡、所述从加速卡和主机之间根据预设物理接口规范进行连接。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述加速卡根据从其他加速卡接收的数据、加速卡自身的内存中的数据、内存池中的数据、加速卡自身的存储器中的数据执行各所述查询操作；各所述加速卡将各所述查询操作的所述执行结果的部分或全部进行保存、发送给其他加速卡以及返回所述主加速卡；其中，所述内存池由各所述加速卡内存和所述主机的主机内存按照缓存一致性协议生成。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的系统，其特征在于，各所述主加速卡和所述从加速卡之间通过数据总线和/或网络接口连接，各所述主加速卡和从加速卡具备对数据进行加密和/或压缩、解密和/或解压的功能。8.一种层次化数据库操作加速方法，其特征在于，所述方法包括：当接收到所述主机分配的与所述查询计划对应的所述查询操作时，基于层级加速模块中的多个加速卡执行各所述查询操作，所述层级加速模块中的多个加速卡包括一个主加速卡和至少一个从加速卡；基于所述主加速卡向所述主机返回汇总执行结果，以使所述主机根据所述汇总执行结果确定与查询请求对应的结果数据；
其中，所述查询计划根据所述查询请求生成，所述查询操作包括由所述主加速卡执行的主查询操作和由所述从加速卡执行的从查询操作，所述汇总执行结果是所述主加速卡根据各所述从查询操作的执行结果执行所述主查询操作的结果。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基于层级加速模块中多个加速卡执行各所述查询操作，具体为：基于各所述加速卡根据从其他加速卡接收的数据、加速卡自身的内存中的数据、内存池中的数据、加速卡自身的存储器中的数据执行各所述查询操作；基于各所述加速卡将各所述查询操作的执行结果的部分或全部进行保存、发送给其他所述从加速卡、返回所述主加速卡；其中，所述内存池由各所述主加速卡、所述从加速卡的内存和所述主机的主机内存按照缓存一致性协议生成。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于各所述从加速卡按预设周期向所述主加速卡发送自身的通告信息；以及，基于所述主加速卡根据所述通告信息更新各所述加速卡间的数据分布；其中，所述通告信息包括加速卡存储器的剩余容量和存储的数据内容、以及各所述从加速卡记录的各自节点数据块的热度和关联度。

技术总结
本发明公开了一种层次化数据库操作加速系统和方法，用于对单节点数据库进行多加速卡扩展，包括：主机，接收查询计划，生成相应的查询操作并分发，接收并处理汇总执行结果；层级加速模块，与所述主机相连，接收所述查询操作并返回所述汇总执行结果；所述层级加速模块包括相互连接的一个主加速卡和至少一个从加速卡，所述从加速卡向所述主加速卡返回执行结果，由所述主加速卡完成执行结果的汇聚和被分配的所述查询操作，向主机返回所述汇总执行结果；所述加速系统具有加速芯片片内高速缓存、加速卡内存、加速卡存储器和主机侧存储器的多级存储架构；本发明进一步提升了包括多加速卡的单节点数据库系统的处理性能，提高了数据查询效率。询效率。询效率。


技术研发人员：周民 向俊凌 刘睿民
受保护的技术使用者：威讯柏睿数据科技（北京）有限公司
技术研发日：2021.08.09
技术公布日：2021/10/23