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3.6 我国在数据库技术领域的突破

数据库技术领域的主导权一直被掌控在以美国为首的西方国家手中。我国数据库技术实力薄弱,长期处于被动和弱势地位。我国数据库技术的发展比西方国家晚了大约15年。20世纪70年代,以中国人民大学萨师煊教授为代表的老一代专家将数据库技术引入我国。到了20世纪80年代,数据库技术被广泛引入院校或教研机构,与此同时,国外数据库公司进入中国市场。20世纪90年代,国家大力支持数据库基础和应用技术研究,在“八五”计划、“九五计划”期间攻关开发关系数据库管理系统和并行数据库,1999年中国计算机学会成立了数据库专业委员会。

进入了21世纪后,一方面,随着互联网及移动互联网在我国的普及应用和数字经济的不断成熟,数据的产生速度越来越快,数据类型越来越复杂,数据库产品成为数字经济发展的底层核心技术焦点。对于数亿人同时网购和移动支付这种需求,西方公司毫无经验,我国互联网企业必须自主研究性能更高、成本更低的数据存储和处理方案。另一方面,我国日渐重视科技自主研发,2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》提出重点研究开发大型实用支撑软件、中间件、嵌入式软件、网格计算平台与基础设施。在这样的背景下,近几年我国企业在数据库标准制定方面能与欧美国家企业并驾齐驱,在数据库技术先进性方面也取得了很大的突破。

2019年被称为国产数据库元年。2019年,我国企业在数据库技术领域取得了值得载入史册的突破性成果。

2019年5月,华为发布了全球首款AI-Native数据库——GaussDB,实现了两大革命性突破。第一,GaussDB首次将人工智能技术融入分布式数据库的全生命周期,实现了自运维、自管理、自调优、故障自诊断和自愈。在交易、分析和混合负载场景下,基于最优化理论,GaussDB首创基于深度强化学习的自调优算法,调优性能比业界提升60%以上。第二,GaussDB通过异构计算创新框架充分发挥X86、ARM、GPU、NPU多种算力优势,在权威标准测试集TPC-DS上,性能比业界提升50%,排名第一。此外,GaussDB支持本地部署、私有云、公有云等多种场景。在华为云上,GaussDB为金融、互联网、物流、教育、汽车等行业客户提供全功能、高性能的云上数据仓库服务。

2019年5月,在国家工业信息安全发展研究中心与上海市经济与信息化委员会主办的数据处理技术与产业峰会上,新一代数据库与人工智能研究中心成立。威讯柏睿数据科技(北京)有限公司(以下简称威讯柏睿)参与了该研究中心的组建。威讯柏睿是一家拥有下一代数据库核心技术的企业,它主导制定的2018流数据库国际标准是30年来我国首个提案通过的数据库领域国际标准。该标准使拥有国际标准制定权的自主可控的国产数据库技术企业打破了Oracle、SAP等国际技术寡头的垄断,实现了国产数据库在国际市场上的引领。此外,威讯柏睿提出了基于全内存的数据库技术,改变了“数据先存储到硬盘,再取出来进行分析”这种传统的数据处理路径,而是在数据产生后,先在内存处理,再存到硬盘。基于全内存的数据库技术对海量动态数据实现了实时分析,提高了数据的实效性和有效性,从而能够实时、科学分析经济社会、经营决策数据,并提供预警预测的结果,指导社会生活及生产经营。

2019年10月,数据库领域最权威的国际机构——国际事务处理性能委员会(Transaction Processing Performance Council,TPC)在官网发表了当时最新的TPC-C基准测试结果。如图3.9所示,蚂蚁金服自主研发的金融级分布式关系数据库OceanBase以两倍于Oracle的成绩,打破了由Oracle保持了9年之久的TPC-C数据库基准性能测试的世界纪录,成为全球数据库演进史的重要里程碑。

图3.9 蚂蚁金服自主研发的OceanBase在一众美国产品中突围而出

注:Hardware Vendor,硬件厂商;System,系统;Performance,性能;Price,价格;Watts,瓦特;System Availability,系统可用性;Database,数据库;Operating System,操作系统;TP Monitor,TP监控;Date Submitted,提交日期。

过去数十年,TPC-C一直是海外传统数据库厂商竞技的舞台,而OceanBase是登上TPC-C排行榜前列的我国公司完全自主研发的第一款大型数据库产品。TPC-C标准模拟了经典商品销售付款场景来做测试,通过每分钟创建新订单数量来评价数据库的性能和性价比。OceanBase不仅以60 880 800 tpmC(每分钟内系统处理的新订单个数)创造了新的联机交易处理(OLTP)系统世界纪录,还成为全球首个通过TPC-C审计的分布式无共享关系数据库。

目前,国产数据库发展仍比较慢,国产数据库产品主要应用在党政军领域,在金融、电信等机构及领域应用得较少。国内数据库市场仍被Oracle、IBM、MySQL等国外产品主导。国产数据库还存在很大的进步空间。

数据库的研发与应用场景密不可分。如今,我国数字经济发展蓬勃,涌现了大量新零售、新金融、新制造等数字业务场景,而这些场景无论是从创新程度、创新规模上看,还是从用户体量上看都位居世界前列,为我国数据库技术的创新研发提供了极大的推动力。2020年国务院发布了《中共中央国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》,给“数据”以新的定位,不再视其为信息化的产物,而是将其上升到了生产要素的重要地位。这标志着为我国数据库技术发展释放政策红利,为我国数据库创新提供了前所未有的机遇。 bJ3DK3eBl4XFQpe4eoPnB6xGuOEgERqvsDYpSPB1mx5JJvlpAnWY6xvYeg+YTJ90

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