特開 2024-1212 クラウドデータベースのためのエラスティック列キャッシュ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024001212

(43)【公開日】2024-01-09

(54)【発明の名称】クラウドデータベースのためのエラスティック列キャッシュ

(51)【国際特許分類】

   G06F 16/24 20190101AFI20231226BHJP

【ＦＩ】

G06F16/24

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023175996

(22)【出願日】2023-10-11

(62)【分割の表示】P 2023504091の分割

【原出願日】2021-05-04

(31)【優先権主張番号】16/932,874

(32)【優先日】2020-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】502208397

【氏名又は名称】グーグル エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アミリシェティ，アンジャン・クマール

(72)【発明者】

【氏名】チョン，シュン

(72)【発明者】

【氏名】シャー，バイラル

(57)【要約】      （修正有）

【課題】クラウドデータベースのためのエラスティック列キャッシュ方法を提供する。
【解決手段】列キャッシュシステム１００における方法は、ユーザ１２に関連付けられ、テーブル１５８の一部を行優先フォーマットで格納するキャッシュ１６０についての最大サイズ２４及び増分サイズ２６を示すキャッシュ構成情報２２を受信し、キャッシュ内のテーブルの複数の列のサブセットを列優先フォーマットでキャッシュし、テーブルへのアクセスを要求する、複数の列のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターン１８０に関連付けられている複数のデータ要求を受信し、１つ以上のワークロードを実行している間、テーブルの列毎に、対応する列が予め定められた期間に亘ってアクセスされるアクセス頻度１８２を決定し、アクセスパターン、最大サイズ及び増分サイズに基づいて複数の列のサブセットを動的に調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

方法（４００）であって、
データ処理ハードウェア（１４４）において、ユーザ（１２）に関連付けられたキャッシュ（１６０）についての最大サイズ（２４）および増分サイズ（２６）を示すキャッシュ構成情報（２２）を受信するステップを含み、前記キャッシュ（１６０）は、前記データ処理ハードウェア（１４４）と通信するメモリハードウェア（１４６）に格納されたテーブル（１５８）の一部を格納するように構成されており、前記テーブル（１５８）は、行優先フォーマットで前記メモリハードウェア（１４６）に格納され、複数の列（３１０）および複数の行を含み、前記方法（４００）はさらに、
前記データ処理ハードウェア（１４４）によって、列優先フォーマットで、前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）のサブセットを前記ユーザ（１２）に関連付けられた前記キャッシュ（１６０）にキャッシュするステップと、
前記データ処理ハードウェア（１４４）において、複数のデータ要求（２０）を受信するステップとを含み、前記データ要求（２０）は各々、前記メモリハードウェア（１４６）に格納された前記テーブル（１５８）へのアクセスを要求するとともに、前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターン（１８０）に関連付けられており、
前記データ処理ハードウェア（１４４）上で１つ以上のワークロードを実行している間、
前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）の列（３１０）ごとに、前記データ処理ハードウェア（１４４）によって、前記複数のデータ要求（２０）の各々に関連付けられた前記対応するアクセスパターン（１８０）に基づいて、前記対応する列（３１０）が予め定められた期間にわたってアクセスされる回数を示すアクセス頻度（１８２）を決定するステップと、
前記データ処理ハードウェア（１４４）によって、前記アクセスパターン（１８０）、前記キャッシュ（１６０）についての前記最大サイズ（２４）、および前記キャッシュ（１６０）についての前記増分サイズ（２６）に基づいて、リアルタイムで前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップとを含む、方法（４００）。

【請求項2】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップは、前記キャッシュ（１６０）内の前記複数の列（３１０）の前記サブセットから１つ以上の列（３１０）を除去するステップを含み、前記除去された１つ以上の列（３１０）は、縮小アクセス頻度（１８２）閾値を満たすアクセス頻度（１８２）に関連付けられている、請求項１に記載の方法（４００）。

【請求項3】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップは、前記キャッシュ（１６０）内の前記複数の列（３１０）の前記サブセットに１つ以上の列を（３１０）追加するステップを含み、前記追加された１つ以上の列（３１０）は、拡張アクセス頻度（１８２）閾値を満たすアクセス頻度（１８２）に関連付けられている、請求項１または２に記載の方法（４００）。

【請求項4】

前記列優先フォーマットは前記行優先フォーマットの仮想水平分割を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項5】

前記複数の列（３１０）の前記サブセットをキャッシュするステップは、１つ以上のテーブル（１５８）フラグメントを生成するステップを含み、前記１つ以上のテーブル（１５８）フラグメントは各々、前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法（４００
）。

【請求項6】

前記キャッシュ（１６０）は、前記データ処理ハードウェア（１４４）上で実行する前記１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項7】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップは、前記１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップを含む、請求項６に記載の方法（４００）。

【請求項8】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップは、前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）のサイズを増大させること、または前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを減少させることのうちの１つを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項9】

前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを増大させることによって前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップの前に、
前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）を増加させることで前記最大サイズ（２４）を超過するかどうかを、前記データ処理ハードウェア（１４４）によって判断するステップと、
前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）を増加させることで前記最大サイズ（２４）を超過し得る場合、前記データ処理ハードウェア（１４４）によって、前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを増大させることを拒否するステップとを含む、請求項８に記載の方法（４００）。

【請求項10】

前記キャッシュは複数のセグメント（３００）を含み、
前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整するステップは、前記アクセスパターン（１８０）に基づいて複数の列（３１０）をまとめてセグメント（３００）毎にグループ化するステップを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項11】

前記アクセスパターン（１８０）に基づいて前記複数の列（３１０）をセグメント（３００）毎にグループ化するステップは、アクセス頻度の低い列（３１０）をまとめてグループ化するステップを含む、請求項１０に記載の方法（４００）。

【請求項12】

システム（１００）であって、
データ処理ハードウェア（１４４）と、
前記データ処理ハードウェア（１４４）と通信するメモリハードウェア（１４６）とを含み、前記メモリハードウェア（１４６）は、前記データ処理ハードウェア（１４４）上で実行されると、前記データ処理ハードウェア（１４４）に複数の動作を実行させる命令を格納しており、前記複数の動作は、
ユーザ（１２）に関連付けられたキャッシュ（１６０）についての最大サイズ（２４）および増分サイズ（２６）を示すキャッシュ構成情報（２２）を受信する動作を含み、前記キャッシュ（１６０）は、前記データ処理ハードウェア（１４４）と通信する前記メモリハードウェア（１４６）に格納されたテーブル（１５８）の一部を格納するように構成され、前記テーブル（１５８）は、行優先フォーマットで前記メモリハードウェア（１４６）に格納され、複数の列（３１０）および複数の行を含み、前記複数の動作はさらに
、
前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）のサブセットを、列優先フォーマットで、前記ユーザ（１２）に関連付けられた前記キャッシュ（１６０）にキャッシュする動作と、
複数のデータ要求（２０）を受信する動作とを含み、前記データ要求（２０）は各々、前記メモリハードウェア（１４６）に格納された前記テーブルへのアクセスを要求するとともに、前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターン（１８０）に関連付けられており、前記複数の動作はさらに、
前記データ処理ハードウェア（１４４）上で１つ以上のワークロードを実行している間、
前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）の列（３１０）ごとに、前記複数のデータ要求（２０）の各々に関連付けられた前記対応するアクセスパターン（１８０）に基づいて、前記対応する列（３１０）が予め定められた期間にわたってアクセスされる回数を示すアクセス頻度（１８２）を決定する動作と、
前記アクセスパターン（１８０）、前記キャッシュ（１６０）についての前記最大サイズ（２４）、および前記キャッシュ（１６０）についての前記増分サイズ（２６）に基づいて、リアルタイムで前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作とを含む、システム（１００）。

【請求項13】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ（１６０）内の前記複数の列（３１０）の前記サブセットから１つ以上の列（３１０）を除去する動作を含み、前記除去された１つ以上の列（３１０）は、縮小アクセス頻度（１８２）閾値を満たすアクセス頻度（１８２）に関連付けられている、請求項１２に記載のシステム（１００）。

【請求項14】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ（１６０）内の前記複数の列（３１０）の前記サブセットに１つ以上の列（３１０）を追加する動作を含み、前記追加された１つ以上の列（３１０）は、拡張アクセス頻度（１８２）閾値を満たすアクセス頻度（１８２）に関連付けられている、請求項１２または１３に記載のシステム（１００）。

【請求項15】

前記列優先フォーマットは、前記行優先フォーマットの仮想水平分割を含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

【請求項16】

前記複数の列（３１０）の前記サブセットをキャッシュする動作は、１つ以上のテーブル（１５８）フラグメントを生成する動作を含み、前記１つ以上のテーブル（１５８）フラグメントは各々、前記テーブル（１５８）の前記複数の列（３１０）の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む、請求項１２から１５のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

【請求項17】

前記キャッシュ（１６０）は、前記データ処理ハードウェア（１４４）上で実行する前記１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む、請求項１２から１６のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

【請求項18】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作を含む、請求項１７に記載のシステム（１００）。

【請求項19】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）のサイズを増大させること、または、前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを減少させることのうちの１つを含む、請求項１２から１８のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

【請求項20】

前記複数の動作はさらに、前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを増大させることによって前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作の前に、
前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）を増加させることで前記最大サイズ（２４）を超過するかどうかを判断する動作と、
前記増分サイズ（２６）に等しい量だけ前記キャッシュ（１６０）を増加させることで前記最大サイズ（２４）を超過し得る場合、前記キャッシュ（１６０）の前記サイズを増加させることを拒否する動作とを含む、請求項１９に記載のシステム（１００）。

【請求項21】

前記キャッシュ（１６０）は複数のセグメント（３００）を含み、
前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列（３１０）の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記アクセスパターン（１８０）に基づいて複数の列（３１０）をまとめてセグメント（３００）毎にグループ化する動作を含む、請求項１２から２０のいずれか１項に記載のシステム（１００）。

【請求項22】

前記アクセスパターン（１８０）に基づいて前記複数の列（３１０）をセグメント（３００）毎にグループ化する動作は、アクセス頻度の低い列（３１０）をまとめてグループ化する動作を含む、請求項２１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示は、クラウドデータベースのためのエラスティック列キャッシュに関する。

【背景技術】

【0002】

背景
クラウドデータベースは、サイズが大容量であることが多く、行優先フォーマットで格納される。すなわち、行の要素は、メモリ内に隣り合って（すなわち、連続的に）格納される。しかしながら、（例えば、ユーザからの）データ要求は、通常、列中心である。例えば、ユーザは、データベース内で従業員ごとに従業員を識別すること（すなわち、データの列）を要求する。このような場合、行優先フォーマットで格納すると応答速度に著しく影響を及ぼす。なぜなら、必要なデータがメモリ内の多数の位置にわたって分割されているからである。これに対処するために、クラウドデータベースは列キャッシュを実装することが多い。このキャッシュは、データベースの１つ以上の列を列優先フォーマットで格納している。列キャッシュのサイズと、どの列がキャッシュ内に格納されているかとは、典型的には静的であり、変更するのに再起動を必要とする。

【発明の概要】

【0003】

概要
本開示の一局面は、エラスティック列キャッシュを設けるための方法を提供する。当該方法は、データ処理ハードウェアにおいて、ユーザに関連付けられたキャッシュについての最大サイズおよび増分サイズを示すキャッシュ構成情報を受信するステップを含む。当該キャッシュは、当該データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアに格納されたテーブルの一部を格納するように構成される。当該テーブルは、行優先フォーマットで当該メモリハードウェアに格納され、複数の列および複数の行を含む。当該方法はまた、当該データ処理ハードウェアによって、列優先フォーマットで、当該テーブルの当該複数の列のサブセットを当該ユーザに関連付けられた当該キャッシュにキャッシュするステップを含む。当該方法は、当該データ処理ハードウェアにおいて、複数のデータ要求を受信するステップを含む。各データ要求は、当該メモリハードウェアに格納された当該テーブルへのアクセスを要求する。当該データ要求は各々、当該テーブルの当該複数の列のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターンに関連付けられている。

【0004】

当該方法は、当該データ処理ハードウェア上で１つ以上のワークロードを実行している間、当該テーブルの当該複数の列の列ごとに、当該データ処理ハードウェアによって、当該複数のデータ要求の各々に関連付けられた当該対応するアクセスパターンに基づいて、予め定められた期間にわたって当該対応する列がアクセスされる回数を示すアクセス頻度を決定するステップを含む。当該方法はまた、当該データ処理ハードウェアによって、当該アクセスパターン、当該キャッシュについての当該最大サイズ、および当該キャッシュについての当該増分サイズに基づいて、リアルタイムで当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップを含む。

【0005】

本開示の実現例は、以下の任意の特徴のうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実現例では、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップは、当該キャッシュ内の当該複数の列の当該サブセットから１つ以上の列を除去するステップを含む。当該除去された１つ以上の列は、縮小アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている。任意には、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップは、当該キャッシ
ュ内の当該複数の列の当該サブセットに１つ以上の列を追加するステップを含む。当該追加された１つ以上の列は、拡張アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている。

【0006】

いくつかの例では、当該列優先フォーマットは当該行優先フォーマットの仮想水平分割を含む。当該複数の列の当該サブセットをキャッシュするステップは、１つ以上のテーブルフラグメントを生成するステップを含み得る。当該１つ以上のテーブルフラグメントは各々、当該テーブルの当該複数の列の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む。いくつかの実現例では、当該キャッシュは、当該データ処理ハードウェア上で実行する当該１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む。

【0007】

当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップは、当該１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップを含み得る。いくつかの例では、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップは、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュのサイズを増大させること、または当該増分サイズに等しい当該量だけ当該キャッシュの当該サイズを減少させることのうちの１つを含む。

【0008】

任意には、当該方法は、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュの当該サイズを増大させることによって当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップの前に、当該データ処理ハードウェアによって、当該増分サイズに等しい当該量だけ当該キャッシュを増加させることで当該最大サイズを超過するかどうかを判断するステップをさらに含む。当該増分サイズに等しい当該量だけ当該キャッシュを増加させることで当該最大サイズを超過する場合、当該方法は、当該データ処理ハードウェアによって、当該キャッシュの当該サイズを増大させることを拒否する（declining）ステップを含む。いくつかの
実現例では、当該キャッシュは複数のセグメントを含み、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整するステップは、当該アクセスパターンに基づいて複数の列をまとめてセグメント毎にグループ化するステップを含む。当該アクセスパターンに基づいて当該複数の列をセグメント毎にグループ化するステップは、アクセス頻度の低い列をまとめてグループ化するステップを含み得る。

【0009】

本開示の別の局面は、エラスティック列キャッシュのためのシステムを提供する。当該システムは、データ処理ハードウェアと、当該データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアとを含む。当該メモリハードウェアは、データ処理ハードウェア上で実行されると、当該データ処理ハードウェアに複数の動作を実行させる命令を格納する。当該複数の動作は、ユーザに関連付けられたキャッシュについての最大サイズおよび増分サイズを示すキャッシュ構成情報を受信する動作を含む。当該キャッシュは、当該データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアに格納されたテーブルの一部を格納するように構成される。当該テーブルは、行優先フォーマットで当該メモリハードウェアに格納され、複数の列および複数の行を含む。当該複数の動作はまた、当該テーブルの当該複数の列のサブセットを、列優先フォーマットで、当該ユーザに関連付けられた当該キャッシュにキャッシュする動作を含む。当該複数の動作は、複数のデータ要求を受信する動作を含む。各データ要求は、当該メモリハードウェアに格納された当該テーブルへのアクセスを要求するとともに、当該テーブルの当該複数の列のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターンに関連付けられている。

【0010】

当該複数の動作は、当該データ処理ハードウェア上で１つ以上のワークロードを実行している間、当該テーブルの当該複数の列の列ごとに、当該複数のデータ要求の各々に関連付けられた当該対応するアクセスパターンに基づいて、当該対応する列が予め定められた
期間にわたってアクセスされる回数を示すアクセス頻度を決定する動作を含む。当該複数の動作はまた、当該アクセスパターン、当該キャッシュについての当該最大サイズ、および当該キャッシュについての当該増分サイズに基づいて、リアルタイムで当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作を含む。

【0011】

この局面は、以下の任意の特徴のうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実現例では、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作は、当該キャッシュ内の当該複数の列の当該サブセットから１つ以上の列を除去する動作を含む。当該除去された１つ以上の列は、縮小アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている。任意には、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作は、当該キャッシュ内の当該複数の列の当該サブセットに１つ以上の列を追加する動作を含む。当該追加された１つ以上の列は、拡張アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている。

【0012】

いくつかの例では、当該列優先フォーマットは当該行優先フォーマットの仮想水平分割を含む。当該複数の列の当該サブセットをキャッシュする動作は、１つ以上のテーブルフラグメントを生成する動作を含み得る。当該１つ以上のテーブルフラグメントの各々は、当該テーブルの当該複数の列の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む。いくつかの実現例では、当該キャッシュは、当該データ処理ハードウェア上で実行する１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む。

【0013】

当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作は、当該１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作を含み得る。いくつかの例では、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作は、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュのサイズを増大させる動作、または、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュの当該サイズを減少させる動作のうちの１つを含む。

【0014】

任意には、当該複数の動作は、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュの当該サイズを増大させることによって当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作の前に、当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュを増加させることで当該最大サイズを超過するかどうかを判断する動作をさらに含む。当該増分サイズに等しい量だけ当該キャッシュを増加させることで当該最大サイズを超過し得る場合、当該複数の動作は、当該キャッシュの当該サイズを増大させることを拒否する動作を含む。いくつかの実現例では、当該キャッシュは複数のセグメントを含み、当該列優先フォーマットでキャッシュされた当該複数の列の当該サブセットを動的に調整する動作は、当該アクセスパターンに基づいて複数の列をまとめてセグメント毎にグループ化する動作を含む。当該アクセスパターンに基づいて当該複数の列をまとめてセグメント毎にグループ化する動作は、アクセス頻度の低い列をまとめてグループ化する動作を含み得る。

【0015】

本開示の１つ以上の実現例の詳細が添付の図面および以下の説明に記載されている。他の局面、特徴、および利点は、以下の説明および添付の図面、ならびに添付の特許請求の範囲から明らかになるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】エラスティック列キャッシュのための例示的なシステムを示す概略図である。

【図2】エラスティック列キャッシュの例示的な構成要素を示す概略図である。

【図3A】エラスティック列キャッシュのメモリセグメントの動的な拡張および縮小を示す概略図である。

【図3B】エラスティック列キャッシュのメモリセグメントの動的な拡張および縮小を示す概略図である。

【図3C】エラスティック列キャッシュのメモリセグメントの動的な拡張および縮小を示す概略図である。

【図4】エラスティック列キャッシュを設ける方法についての動作の例示的な構成を示すフローチャートである。

【図5】本明細書に記載のシステムおよび方法を実現するために使用され得る例示的なコンピューティングデバイスを示す概略図である。

【0017】

様々な図面中の同様の参照符号は同様の要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

詳細な説明
データベースシステム（例えば、クラウドデータベースシステム）は、通常、アクセス頻度が高いデータを列優先フォーマットで格納するためのキャッシュとしての役割を果たす或る一定量の共有メモリを含む。このキャッシュは、行優先フォーマットで格納されたデータ（例えば、ハードディスクに格納されたデータ）と比較して、アクセス頻度が高いデータへのアクセス速度を大幅に上げるために使用される。この「メモリ内キャッシュ」特徴は、データベースのテーブル／列のサブセットを列優先フォーマットでメモリ内にキャッシュすることによって、分析クエリに効率的に役立つ。列キャッシュは、より適切に圧縮をサポートするとともにベクトル化を実行しつつ（クエリに基づいて）関連する列だけを読込むことによって性能を向上させる。

【0019】

従来、これらのクラウドデータベースシステムは、共有メモリを静的に割当て、システムまたはインスタンスの起動時に列キャッシュのサイズ（およびそこに格納された列）をロックする。列キャッシュサイズは、サーバ起動時に決定されるものであり静的であるため、ユーザは、サーバを再起動させないとキャッシュのサイズを増加または減少させることができない。

【0020】

分析ワークロードを実行すると、クエリパターン（例えば、データベース内に格納されたデータへのアクセスを要求するユーザからのクエリのパターン）により、しばしば、クエリが或る１セットのテーブル／列にアクセスする頻度が他のテーブル／列へのアクセス頻度よりも高いことが明らかになる。加えて、決してアクセスされないかまたは稀にしかアクセスされない列（すなわち、起動時に選択される列）がキャッシュ内に格納されて存在し得る。列キャッシュサイズは静的であるため、データベースサーバは、ワークロードによってアクセスされる頻度が低いテーブル／列のための共有される列キャッシュメモリを解放して、それらをよりアクセス頻度が高い列／テーブルと置換えること（これにより、キャッシュの効率性を高めること）ができない。さらに、データベースサーバは、一般に、共有される列キャッシュメモリのサイズを増加させて、静的に定義された（すなわち、起動時に定義された）容量を超えてより多くのテーブル／列をキャッシュに追加することができない。

【0021】

本明細書に記載の実現例は、クラウドデータベースのためのエラスティック列キャッシュシステムを対象とする。当該システムは、行優先データの仮想水平分割を含むテーブルフラグメントの観点から、データを格納する列キャッシュを実現する。すなわち、（行優先フォーマットで格納されたデータからの）いくつかの連続したブロックの行が列優先フォーマットに変換され、これにより、独立した自己記述的なテーブルフラグメントが得られる。テーブルフラグメント内には、より高速の集約および述語フィルタリングを可能に
するために、列のすべての値が、ソートされた順序でまとめて物理的に格納され得る。

【0022】

エラスティック列キャッシュシステムは、列キャッシュのためにアクセス頻度が高いテーブルおよび／または列を自動的に決定し指定する。当該システムは、指定されたテーブル／列を共有メモリに格納するために、（データベースの実行中に）必要な共有メモリを動的に割当てる。当該システムはまた、キャッシュされた列またはテーブルが不要になる（すなわち、アクセスされる頻度が低くなる）と、共有メモリを再利用する。このため、エラスティック列キャッシュシステムは、ユーザに対して透過的に列キャッシュ用の共有メモリを拡張および縮小／伸縮させることにより、実行時のエラスティック性をもたらす。ユーザは、しばしば、ユーザ専用のメモリまたはユーザに割当てられたメモリの量に基づいて課金されるので、エラスティック列キャッシュシステムは、より効率的かつ効果的な共有メモリの使用をもたらすだけでなくコストも削減し得る。

【0023】

ここで図１を参照すると、いくつかの実現例では、例示的な列キャッシュシステム１００は、ネットワークを介して１つ以上のユーザデバイス１０と通信するリモートシステム１４０を含む。リモートシステム１４０は、コンピューティングリソース１４４（例えば、データ処理ハードウェア）および／またはストレージリソース１４６（例えば、メモリハードウェア）を含むスケーラブルな／エラスティックなリソース１４２を有する、単一のコンピュータ、複数のコンピュータ、または分散システム（例えば、クラウド環境）であり得る。データブロックデータストア１５０（すなわち、リモートストレージデバイス）は、クライアント（例えば、ユーザデバイス１０）またはコンピューティングリソース１４４のうちの１つ以上によるストレージリソース１４６のスケーラブルな使用を可能にするように、ストレージリソース１４６上にオーバーレイされてもよい。データストア１５０は、各々が複数の行および列３１０、３１０Ａａ～３１０Ｎｎ（図３）を含む１つ以上のテーブル１５８、１５８ａ～１５８ｎ（すなわち、クラウドデータベース）内に複数のデータブロック１５２、１５２ａ～１５２ｎを格納するように構成される。データストア１５０は、任意の時点で任意の数のテーブル１５８を格納し得る。いくつかの例では、テーブル１５８は、行優先フォーマット用いて格納される。すなわち、各データブロック１５２は、１行のうちの連続する要素がメモリ内で隣り合うように格納されている。

【0024】

リモートシステム１４０はまた、１つ以上のテーブル１５８の１つ以上の列を列優先フォーマットで格納するように構成されたエラスティック列キャッシュ１６０を含む。すなわち、エラスティック列キャッシュ１６０は、列３１０の連続した要素が隣り合うような態様で、データブロックデータストア１５０に格納された１つ以上のテーブル１５８の一部を格納する。エラスティック列キャッシュ１６０は、リモートシステム１４０上で実行するいくつものプロセス（例えば、ワークロードまたはアプリケーション）にアクセス可能な共有メモリを含み得る。任意には、エラスティック列キャッシュは、データブロックデータストア１５０よりも高速でアクセスできるメモリを含む。例えば、データブロックデータストア１５０はハードディスクまたは他の不揮発性メモリであり、エラスティック列キャッシュ１６０はランダムアクセスメモリである。

【0025】

ここで図２を参照すると、いくつかの例では、エラスティック列キャッシュ１６０は、テーブル１５８ごとに１つ以上のテーブルフラグメント２００、２００Ａａ～２００Ｎｎを含み、各テーブルフラグメント２００は、１つ以上のテーブル１５８の１つ以上の列３１０のそれぞれの部分を含む。テーブルフラグメント２００は、行優先フォーマットでデータブロック（すなわち、データブロックデータストア１５０に格納されたデータブロック１５２）の仮想水平分割を表わす。各テーブルフラグメント２００は、ソートされた順序で格納された列３１０の値を表わす固定数のデータブロック１５２（例えば、４０９６個のデータブロック１５２）を含み得る。すなわち、各テーブルフラグメント２００は、テーブル１５８の１つ以上の列３１０のソートされたデータブロック１５２を含む。図示
の例では、エラスティック列キャッシュ１６０は、テーブルＡ１５８ＡのためのＮ個のテーブルフラグメント２００を含み、各テーブルフラグメント２００は、テーブル１５８Ａの１つ以上の列３１０を表わす４０９６個のデータブロック１５２を含む。エラスティック列キャッシュ１６０はテーブルフラグメント２００をいくつ含んでもよく、各テーブルフラグメント２００はデータブロック１５２をいくつ含んでもよい。いくつかの実現例では、各テーブルフラグメント２００のサイズは同じである（すなわち、同じ数のデータブロック１５２を含む）が、他の実現例では、テーブルフラグメント２００のサイズは様々である。

【0026】

いくつかの例では、列３１０の全体は、１つ以上のテーブルフラグメント２００において隣り合っている。他の例では、列３１０は、２つ以上のテーブルフラグメント２００の間で分割され得る。これにより、システム１００が、データ要求２０の実行中に、当該データ要求で指定された述語を満たさないテーブルフラグメント２００をスキップおよび／またはフィルタリングすることが可能となる。例えば、コントローラ１７０は、各テーブルフラグメント２００内の列３１０ごとに最小列値および最大列値を維持する。テーブルフラグメント２００ごとの最小列値および最大列値は、それぞれのテーブルフラグメント２００に存在するデータのみを表わし得るものであり、これにより、より高速で述語がプルーニングされることとなる。例えば、いくつかのテーブルフラグメント２００は、データ要求２０を処理する際に単に最小値および最大値に述語を適用することによって迅速に除去され得る。

【0027】

再び図１を参照すると、リモートシステム１４０は、それぞれのユーザ１２に関連付けられたユーザデバイス１０からデータ要求２０（すなわち、クエリ）を受信するように構成される。ユーザデバイス１０は、デスクトップワークステーション、ラップトップワークステーション、またはモバイルデバイス（すなわち、スマートフォン）等の任意のコンピューティングデバイスに対応し得る。ユーザデバイス１０は、コンピューティングリソース１８（例えば、データ処理ハードウェア）および／またはストレージリソース１６（例えば、メモリハードウェア）を含む。各データ要求２０は、データブロックデータストア１５０上のテーブル１５８内に格納された１つ以上のデータブロック１５２の読出しおよび／または書込みをリモートシステム１４０に対して要求する。

【0028】

リモートシステム１４０は、エラスティック列キャッシュコントローラ１７０を実行する。コントローラ１７０は、ユーザデバイス１０から直接的または間接的にキャッシュ構成情報２２を受信する。キャッシュ構成情報２２は、いくつかの実現例では、列キャッシュ１６０の最大サイズ２４および増分サイズ２６を示す。任意には、キャッシュ構成情報２２は、列キャッシュ１６０の初期サイズ２８を含む。最大サイズ２４は、キャッシュ構成情報２２に関連付けられたユーザ１２による使用のためにリモートシステム１４０によって割当てられ得るキャッシュ（すなわち、メモリ）の最大量をコントローラ１７０に示す。増分サイズ２６は、キャッシュ１６０のサイズを動的に調整する際にコントローラ１７０がエラスティック列キャッシュ１６０のサイズを増減し得るメモリの量を示す。すなわち、増分サイズ２６は、キャッシュ１６０のサイズを動的に調整する際にコントローラ１７０がエラスティック列キャッシュ１６０に割当て得るかまたはそこから割当て解除し得るメモリの量を定義する。

【0029】

例えば、キャッシュ構成情報２２は、最大サイズ２４が４ギガバイトであり、増分サイズ２６が１ギガバイトであることを示す。この例では、コントローラ１７０は、任意の時点で最大４ギガバイトのエラスティック列キャッシュ１６０をユーザ１２に割当て得るとともに、ユーザ１２に割当てられている現在の量を一度に１ギガバイトずつ（最大で４ギガバイトのサイズ２４まで）増加または減少させ得る。例えば、ユーザ１２に２ギガバイトが割当てられている場合、コントローラ１７０は、ユーザ１２に割当てられる総量を最
大で３ギガバイトまで拡張してもよく、または、ユーザ１２に割当てられる総量を２ギガバイトまで縮小してもよい。いくつかの例では、初期サイズ２８は、エラスティック列キャッシュ１６０の初期サイズをコントローラ１７０に示す。初期サイズ２８はまた、エラスティック列キャッシュ１６０の最小サイズを表わし得る。例えば、初期サイズ２８が１ギガバイトである場合、コントローラ１７０は、エラスティック列キャッシュ１６０を１ギガバイトに初期化してもよく、ユーザ１２に割当てられる総サイズを１ギガバイト未満に低減させなくてもよい。

【0030】

キャッシュ構成情報２２に基づいて、コントローラ１７０は、ユーザ１２に関連付けられた１つ以上のテーブル１５８のうちの複数の列３１０のサブセットを、列優先フォーマットを用いてエラスティック列キャッシュ１６０にキャッシュする。ユーザ１２は、エラスティック列キャッシュ１６０にキャッシュされた初期の列３１０を選択し得る。代替的には、コントローラ１７０は、（例えば、ランダムに、またはユーザ１２、他のユーザもしくはテーブル１５８に関連付けられたデータに基づいて）列３１０を選択してもよい。コントローラ１７０は、エラスティック列キャッシュ１６０を初期サイズ２８にまで満たすのに充分な量の列３１０をキャッシュし得る。コントローラ１７０によってキャッシュされる列３１０の量は、列３１０のサイズ（すなわち、テーブル１５８内の行の数）およびキャッシュ構成情報２２（例えば、初期サイズ２８）に依存する。

【0031】

引続き図１を参照すると、コントローラ１７０は、各々がデータブロックデータストア１５０に格納された１つ以上のテーブル１５８へのアクセスを要求する１つ以上のデータ要求２０（すなわち、クエリ）をユーザデバイス１０から受信する。エラスティック列キャッシュコントローラ１７０は、各々の受信データ要求２０にて要求されたデータがエラスティック列キャッシュ１６０内に存在している（すなわち、「キャッシュヒット」である）かどうかを判定する。要求されたデータがキャッシュ１６０内で利用可能である場合、コントローラ１７０は、キャッシュ１６０からデータ１５２をフェッチし、要求されたデータ１５２を含むクエリ応答１７２を、ユーザデバイス１０を介してユーザ１２に送信する。要求されたデータが、エラスティック列キャッシュ１６０内で利用不可能であるかまたは部分的にしか利用できない（すなわち、「キャッシュミス」である）場合、コントローラ１７０は、データブロックデータストア１５０から要求されたデータ１５２を取出し、要求されたデータ１５２を含むクエリ応答１７２を、ユーザデバイス１０を介してユーザ１２に送信する。

【0032】

リモートシステム１４０上で１つ以上のワークロード（例えば、エラスティック列キャッシュ１６０および／またはデータブロックデータストア１５０へのアクセスを行なうかまたは当該アクセスを要求するプロセス）を実行している間、エラスティック列キャッシュコントローラ１７０は、各データ要求２０に関連付けられたアクセスパターン１８０を格納または保持する。アクセスパターン１８０は、データ要求２０に応答するためにコントローラ１７０がどの列３１０にアクセスするかを含む。コントローラ１７０がデータ要求２０ごとにアクセスパターン１８０を格納しているので、コントローラ１７０は、対応するアクセスパターン１８０に基づいて、予め定められた期間にわたってデータ要求２０がそれぞれのテーブル１５８のそれぞれの列３１０にアクセスする頻度を示すアクセス頻度１８２を列３１０ごとに決定し得る。例えば、アクセス頻度１８２は、いくつかの列３１０がデータ要求２０によってアクセスされないかまたはまれに（例えば、週に１回または月に１回）しかアクセスされず、他の列３１０がデータ要求によって頻繁に（例えば、１時間に１回にまたは１日に１回）アクセスされることを示す。

【0033】

エラスティック列キャッシュコントローラ１７０は、１つ以上のワークロードを実行しながらも、アクセスパターン１８０およびアクセス頻度１８２、ならびにキャッシュ構成情報２２（例えば、最大サイズ２４および増分サイズ２６）に基づいて、エラスティック
列キャッシュ１６０内の列優先フォーマットでキャッシュされた列３１０のサブセットをリアルタイムで動的に調整する。すなわち、エラスティック列キャッシュコントローラ１７０は、アクセス頻度１８２に基づいて、アクセス頻度が高い列３１０とアクセス頻度が低い列３１０とを決定し、次いで、アクセス頻度が高い列３１０がキャッシュ１６０内に存在する一方でアクセス頻度が低い列３１０がキャッシュ１６０内に存在することのないように、エラスティック列キャッシュ１６０を動的に調整する。コントローラ１７０がエラスティック列キャッシュ１６０を動的に調整することを可能にすることにより、キャッシュ構成情報２２によって示される最大サイズ２４の範囲内でユーザ１２に割当てられたキャッシュ１６０の合計サイズを維持しつつ、より多くの「キャッシュヒット」が得られることとなる。いくつかの例では、コントローラ１７０は、増分サイズ２６に等しい量だけサイズを増大させることによって、または増分サイズ２６に等しい量だけキャッシュ１６０のサイズを減少させることによって、キャッシュ１６０のサイズを調整する。このため、コントローラ１７０は、キャッシュ１６０（すなわち、共有メモリ）へのアクセスを伴う如何なるワークロードも再始動させることなく、列優先フォーマットでキャッシュされた列３１０のサブセットを動的に調整する。

【0034】

ここで図３Ａ～図３Ｃを参照すると、いくつかの実現例では、エラスティック列キャッシュ１６０は１つ以上のメモリセグメント３００、３００ａ～３００ｎを含む。各メモリセグメント３００は、キャッシュ構成情報２２において定義された増分サイズ２６に等しい固定サイズであり得る。例えば、増分サイズ２６が１ギガバイトである場合、各メモリセグメント３００のサイズは１ギガバイトである。このため、エラスティック列キャッシュ１６０にキャッシュされた列３１０を動的に調整する場合、コントローラ１７０は、キャッシュ１６０のサイズを（必要に応じて）一度に１メモリセグメント３００ずつ増加または減少させ得る。図３Ａに示す例では、メモリセグメント３００ａは、テーブルＡ１５８Ａの部分およびテーブルＢ１５８Ｂの部分を含む。テーブルＡ１５８Ａの部分は２つのテーブルフラグメント２００Ａａ、２００Ａｂを含む。フラグメント２００Ａａ、２００Ａｂは、テーブルＡ１５８Ａの列Ａ３１０Ａａおよび列Ｂ３１０Ａｂを含む。テーブルＢ１５８Ｂの部分も２つのテーブルフラグメント２００Ｂａ、２００Ｂｂを含むが、この場合、テーブルフラグメント２００Ｂａ、２００Ｂｂは３つの列３１０Ｂａ、３１０Ｂｂ、３１０Ｂｃを含む。

【0035】

いくつかの例では、エラスティック列キャッシュ１６０において列優先フォーマットでキャッシュされた列３１０のサブセットを動的に調整することは、拡張アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度１８２に関連付けられた１つ以上の列３１０をサブセットに追加することを含む。図３Ｂに示すように、列３１０を追加することは、追加のメモリセグメント３００を追加することを含み得る。ここで、コントローラ１７０は、エラスティック列キャッシュ１６０を１つのメモリセグメント３００（すなわち、メモリセグメントＡ３００ａ）から２つのメモリセグメント３００ａ、３００ｂに動的に拡張する。第２のメモリセグメント３００ｂは、テーブルＡ１５８Ａの追加の列３１０と、新しいテーブルＣ１５８Ｃからの列３１０とを含む。すなわち、この場合、アクセスパターン１８０およびアクセス頻度１８２は、テーブルＡ１５８Ａの列Ｃ３１Ａａｃおよび列Ｄ３１０Ａｄ、ならびにテーブルＣ１５８Ｃの列Ａ３１０Ａａ、列Ｂ３１０Ｃｂおよび列Ｃ３１０Ｃｃが、拡張アクセス頻度閾値を満たすのに十分に頻繁にアクセスされ、これにより、エラスティック列キャッシュ１６０に確実に包まれることを示している。この例では、コントローラ１７０は、第２のメモリセグメント３００ｂを追加することでサイズを２倍にすることによりエラスティック列キャッシュ１６０を動的に（すなわち、如何なるワークロード、プロセスまたはアプリケーションも再起動させることなく）調整する。

【0036】

コントローラ１７０はまた、追加のメモリセグメント３００を追加することなく、列３１０をエラスティック列キャッシュ１６０に追加し得る。例えば、コントローラ１７０は
、メモリセグメント３００のそれまで未使用の部分を利用することにより、またはメモリセグメント３００内でアクセス頻度の低い列３１０を置き換えることにより、既存のメモリセグメントに列を追加してもよい。

【0037】

いくつかの実現例では、コントローラ１７０は、縮小アクセス頻度閾値を満たさないアクセス頻度１８２に関連付けられた１つ以上の列３１０をサブセットから除去することにより、列優先フォーマットでキャッシュされた列３１０のサブセットを動的に調整する。縮小アクセス頻度は、拡張アクセス頻度と同じであってもよく、または全く異なる閾値であってもよい。図３Ｃに示す例では、コントローラ１７０は、メモリセグメントＡ３００ａに関連付けられた共有メモリを解放し、ユーザ１２に割当てられたメモリセグメントＢ３００ｂのみを残すことによって、ユーザ１２に割当てられたキャッシュの量を動的に縮小させる。すなわち、この場合、メモリセグメントＡ３００ａ（すなわち、列３１０Ａａ、３１０Ａｂ、３１０Ｂａ、３１０Ｂｂ、３１０Ｂｃ）にキャッシュされた列３１０についてのアクセス頻度１８２は縮小アクセス頻度閾値を満たす。例えば、列３０Ａａ、３１０Ａｂ、３１０Ｂａ、３１０Ｂｂ、３１０Ｂｃに関連付けられたアクセス頻度１８２は、これらの列へのアクセス頻度が低く、このため、コントローラ１７０がメモリセグメントＡ３００ａに関連付けられたメモリを安全に回復させ得ることを示している。

【0038】

いくつかの例では、コントローラ１７０は、アクセスパターン１８０および／またはアクセス頻度１８２に基づいて、列３１０をまとめてセグメント３００毎にグループ化するか組立てるかまたは収集する。例えば、コントローラ１７０は、アクセス頻度が最も高い列３１０を同じメモリセグメント３００にグループ化し、アクセス頻度が最も低い列３１０を同じメモリセグメント３００にグループ化する。図３Ｂの例に戻ると、列３１０Ａａ、３１０Ａｂ、３１０Ｂａ、３１０Ｂｂ、３１０Ｂｃは、これらの列がメモリセグメントＢ３００ｂの列３１０Ａｃ、３１０Ａｄ、３１０Ｃａ、３１０Ｃｂ、３１０Ｃｃよりも頻繁にアクセスされることを示す対応するアクセスパターン１８０に基づいて、メモリセグメントＡ３００ａにグループ化され得る。これにより、コントローラ１７０が、エラスティック列キャッシュ１７０のサイズをより容易かつ効果的に拡張および縮小させることが可能となる。なぜなら、コントローラ１７０は、一般に、メモリセグメント３００を調整する（例えば、除去する）前に、メモリセグメント３００への全ての現在のアクセスが完了するのを待たなければならないからである。このため、メモリセグメント３００へのアクセスを減らすことにより（すなわち、アクセス頻度の低い列３１０をグループ化することにより）、コントローラ１７０は、エラスティック列キャッシュ１６０のサイズを動的に縮小または収縮させる際にメモリセグメント３００をより容易に回復させるだろう。

【0039】

いくつかの例では、増分サイズ２６に等しい量だけキャッシュ１６０のサイズを増大させることによってキャッシュされた列３１０のサブセットを動的に調整する前に、コントローラ１７０は、キャッシュを増加させることでキャッシュ１６０の最大サイズ２４を超過するかどうかを判断する。キャッシュ１６０を増大させることで最大サイズ２４を超過する場合、コントローラ１７０は、キャッシュ１６０のサイズを増大させることを拒否してもよい。代わりに、コントローラ１７０は、既存のメモリセグメント３００のうちの１つ以上においてグループ化されている列３１０を調整してもよい。

【0040】

例えば、引続き図３Ｂを参照すると、各メモリセグメント３００のサイズが１ギガバイトであり、キャッシュ１６０の最大サイズが２ギガバイトである場合、２つのメモリセグメント３００ａ、３００ｂは、最大量のキャッシュ１６０をユーザ１２に関連付けられたものに割当てる。この例では、追加の列３１０をキャッシュ１６０に追加するべきであることをアクセスパターン１８０が示す場合、コントローラ１７０は、キャッシュ１６０のサイズを増大させる代わりに、メモリセグメント３００ａ、３００ｂのうちの１つにおいてアクセスされる頻度が低い１つ以上の列３１０を置き換えてもよい。現在キャッシュさ
れている列３１０のうち、キャッシュされるべき新しい列３１０よりもアクセス頻度が低いものがない場合、コントローラ１７０は、代わりに如何なるアクションも拒否し、代わりにアクセスパターンが変化するのを待ってもよい。例えば、ある期間の後、１つ以上の列３１０がアクセスされる頻度がより少なくなる可能性があり、その時、コントローラ１７０は、対応するアクセスパターン１８０に基づいて当該キャッシュされた列３１０を調整し得る。代替的には、コントローラ１７０は新しい最大サイズ２４をユーザ１２から受信してもよく、これにより、コントローラ１７０はキャッシュ１６０のサイズをさらに増大させることができるようになる。いくつかの例では、リモートシステム１４０は、キャッシュ１６０が最大サイズに達した場合、および／またはコントローラ１７０が最大サイズ２４に基づいてキャッシュ１６０のサイズを増大させることができない場合、ユーザ１２に通知し得る。

【0041】

図４は、エラスティック列キャッシュのための方法４００についての動作の例示的な構成を示すフローチャートである。動作４０２において、方法４００は、データ処理ハードウェア１４４において、ユーザ１２に関連付けられたキャッシュ１６０についての最大サイズ２４および増分サイズ２６を示すキャッシュ構成情報２２を受信するステップを含む。キャッシュ１６０は、データ処理ハードウェア１４４と通信するメモリハードウェア１４６に格納されたテーブル１５８の一部を格納するように構成されている。テーブル１５８は、行優先フォーマットでメモリハードウェア１４６に格納されており、複数の列３１０および複数の行を含む。

【0042】

動作４０４において、方法４００は、データ処理ハードウェア１４４によって、テーブル１５８の複数の列３１０のサブセットを、列優先フォーマットで、ユーザ１２に関連付けられたキャッシュ１６０にキャッシュするステップを含む。動作４０６において、方法４００は、データ処理ハードウェア１４４において、複数のデータ要求２０を受信するステップを含む。各データ要求２０は、メモリハードウェア１４６に格納されたテーブル１５８へのアクセスを要求するとともに、テーブル１５８の複数の列３１０のうちの１つ以上へのアクセスを必要とする対応するアクセスパターン１８０に関連付けられている。

【0043】

データ処理ハードウェア１４４上で１つ以上のワークロードを実行している間、方法４００は、動作４０８において、データ処理ハードウェア１４４によって、テーブル１５８の複数の列３１０のうちの列３１０ごとにアクセス頻度１８２を決定するステップを含む。当該アクセス頻度１８２は、複数のデータ要求２０の各々に関連付けられた対応するアクセスパターン１８０に基づいて、対応する列３１０が予め定められた期間にわたってアクセスされる回数を示す。動作４１０において、方法４００は、データ処理ハードウェア１４４によって、アクセスパターン１８０と、キャッシュ１６０についての最大サイズ２４と、キャッシュ１６０についての増分サイズ２６とに基づいて、リアルタイムで列優先フォーマットでキャッシュされた複数の列３１０のサブセットを動的に調整するステップを含む。

【0044】

図５は、本明細書に記載のシステムおよび方法を実現するために使用され得る例示的なコンピューティングデバイス５００の概略図である。コンピューティングデバイス５００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および他の適切なコンピュータ等の様々な形態のデジタルコンピュータを表わすことが意図されている。ここに示す構成要素、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、例示的なものにすぎず、本明細書において説明および／または主張される本発明の実現例を限定することを意図するものではない。

【0045】

コンピューティングデバイス５００は、プロセッサ５１０と、メモリ５２０と、ストレージデバイス５３０と、メモリ５２０および高速拡張ポート５５０に接続する高速インタ
ーフェイス／コントローラ５４０と、低速バス５７０およびストレージデバイス５３０に接続する低速インターフェイス／コントローラ５６０とを含む。構成要素５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、および５６０の各々は、様々なバス用いて相互接続されるとともに、共通のマザーボード上に、または必要に応じて他の態様で実装され得る。プロセッサ５１０は、高速インターフェイス５４０に結合されたディスプレイ５８０等の外部入出力デバイス上にグラフィカルユーザインターフェイス（graphical user interface：ＧＵＩ）についてのグラフィカル情報を表示するために、メモリ５２０またはストレージデバイス５３０に格納された命令を含む、コンピューティングデバイス５００内で実行するための命令を処理することができる。他の実現例では、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが、必要に応じて、複数のメモリおよび複数のタイプのメモリとともに使用され得る。また、複数のコンピューティングデバイス５００が接続されてもよく、各デバイスは、必要な動作（例えば、サーババンクとして、ブレードサーバのグループとして、またはマルチプロセッサシステムとして）の部分を提供する。

【0046】

メモリ５２０は、コンピューティングデバイス５００内で情報を非一時的に格納する。メモリ５２０は、コンピュータ可読媒体、揮発性メモリユニット、または不揮発性メモリユニットであり得る。非一時的メモリ５２０は、コンピューティングデバイス５００による使用のためにプログラム（例えば、命令のシーケンス）またはデータ（例えば、プログラム状態情報）を一時的または永続的に格納するために使用される物理的デバイスであり得る。不揮発性メモリの例として、フラッシュメモリおよび読出し専用メモリ（read-only memory：ＲＯＭ）／プログラマブル読出し専用メモリ（programmable read-only memory：ＰＲＯＭ）／消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（erasable programmable read-only memory：ＥＰＲＯＭ）／電子的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（electronically erasable programmable read only memory：ＥＥＰＲＯＭ）（例えば、典型的にはブートプログラム等のファームウェアに使用される）が含まれるが、これらに限定されない。揮発性メモリの例として、ランダムアクセスメモリ（random access memory：ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（dynamic random access memory：ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（static random access memory：ＳＲＡＭ
）、相変化メモリ（phase change memory：ＰＣＭ）、ならびにディスクまたはテープが
含まれるが、これらに限定されない。

【0047】

ストレージデバイス５３０は、コンピューティングデバイス５００のための大容量ストレージを設けることができる。いくつかの実現例では、ストレージデバイス５３０はコンピュータ可読媒体である。様々な異なる実現例では、ストレージデバイス５３０は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、もしくはテープデバイス、フラッシュメモリもしくは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、または、ストレージエリアネットワークもしくは他の構成内のデバイスを含むデバイスのアレイであり得る。付加的な実現例では、コンピュータプログラムプロダクトは情報担体において有形に具現化される。コンピュータプログラムプロダクトは、実行されると上述の方法等の１つ以上の方法を実行する命令を含む。情報担体は、メモリ５２０、ストレージデバイス５３０、またはプロセッサ５１０上のメモリ等のコンピュータ可読媒体または機械可読媒体である。

【0048】

高速コントローラ５４０は、コンピューティングデバイス５００のための帯域幅集約型動作を管理し、低速コントローラ５６０は、より低い帯域幅の集約型動作を管理する。このようなデューティの割当ては例示的なものにすぎない。いくつかの実現例では、高速コントローラ５４０は、メモリ５２０、（例えば、グラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを介する）ディスプレイ５８０、および様々な拡張カード（図示せず）を受付け得る高速拡張ポート５５０に結合される。いくつかの実現例では、低速コントローラ５６０は、ストレージデバイス５３０および低速拡張ポート５９０に結合される。様々な通信
ポート（例えば、ＵＳＢ、Bluetooth（登録商標）、イーサネット（登録商標）、無線イ
ーサネット（登録商標））を含み得る低速拡張ポート５９０は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、またはスイッチもしくはルータ等のネットワーキングデバイス等の１つ以上の入出力デバイスに、例えばネットワークアダプタを介して結合され得る。

【0049】

コンピューティングデバイス５００は、図示のように、いくつかの異なる形態で実装され得る。例えば、標準サーバ５００ａとして、もしくはそのようなサーバ５００ａのグループ内で複数回、ラップトップコンピュータ５００ｂとして、またはラックサーバシステム５００ｃの一部として実装されてもよい。

【0050】

本明細書に記載のシステムおよび技術の様々な実現例は、デジタル電子および／または光回路、集積回路、特別に設計された特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit：ＡＳＩＣ）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウ
ェア、および／またはそれらの組合わせで実現することができる。これらの様々な実現例は、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスとの間でデータおよび命令の送受信を行なうように結合された、専用または汎用であり得る少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行可能および／または解釈可能である１つ以上のコンピュータプログラムにおける実現例を含み得る。

【0051】

ソフトウェアアプリケーション（すなわち、ソフトウェアリソース）は、コンピューティングデバイスにタスクを実行させるコンピュータソフトウェアを指し得る。いくつかの例では、ソフトウェアアプリケーションは、「アプリケーション」、「アプリ」、または「プログラム」と称されることもある。例示的なアプリケーションは、システム診断アプリケーション、システム管理アプリケーション、システム保守アプリケーション、ワードプロセッシングアプリケーション、スプレッドシートアプリケーション、メッセージングアプリケーション、メディアストリーミングアプリケーション、ソーシャルネットワーキングアプリケーション、およびゲームアプリケーションを含むが、これらに限定されない。

【0052】

（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても公知である）これらのコンピュータプログラムは、プログラマブルプロセッサのための機械命令を含むとともに、高水準手続き型および／もしくはオブジェクト指向型のプログラミング言語で、ならびに／またはアセンブリ／機械言語で実装され得る。本明細書で使用する場合、「機械可読媒体」および「コンピュータ可読媒体」という語は、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含む、機械命令および／またはデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意のコンピュータプログラムプロダクト、非一時的なコンピュータ可読媒体、装置、および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ））を指している。「機械可読信号」という語は、機械命令および／またはデ
ータをプログラマブルプロセッサに提供するために用いられる任意の信号を指す。

【0053】

本明細書に記載のプロセスおよび論理フローは、データ処理ハードウェアとも称される１つ以上のプログラマブルプロセッサによって実行することができ、１つ以上のコンピュータプログラムを実行して、入力データに対して演算を実行し出力を生成することによって機能を実行することができる。プロセスおよび論理フローはまた、専用論理回路、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array：ＦＰＧ
Ａ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実行することができる。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として、汎用マイクロプロセッサおよび専用マイクロプロセッサの両方、ならびに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１
つ以上のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、読取り専用メモリもしくはランダムアクセスメモリから、またはこれら両方から命令およびデータを受信するだろう。コンピュータの必須要素は、命令を実行するためのプロセッサと、命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリデバイスとである。一般に、コンピュータはまた、データを格納するための１つ以上の大容量ストレージデバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、もしくは光ディスクを含むか、またはそれらとの間でデータの受信もしくは転送もしくは受信および転送を行なうように動作可能に結合されるであろう。しかしながら、コンピュータはこのようなデバイスを有する必要はない。コンピュータプログラム命令およびデータを格納するのに適したコンピュータ可読媒体は、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体、およびメモリデバイス、例として、半導体メモリデバイスなど、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス、磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ ＲＯＭおよびＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補完され得るか、または専用論理回路に組込まれ得る。

【0054】

ユーザと対話できるようにするために、この開示の１つ以上の局面は、情報をユーザに表示するためのディスプレイデバイス、例えばＣＲＴ（cathode ray tube：陰極線管）、ＬＣＤ（liquid crystal display：液晶ディスプレイ）モニタ、またはタッチスクリーンと、任意には、ユーザによるコンピュータへの入力を可能にするキーボードおよびポインティングデバイス、例えばマウスまたはトラックボールとを有するコンピュータ上で実現され得る。他の種類のデバイスも同様に、ユーザとの対話を提供するために使用され得る。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバックまたは触覚フィードバックであり得る。また、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力または触覚入力を含む任意の形態で受信され得る。加えて、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスにドキュメントを送信し、当該デバイスからドキュメントを受信することによって、例えば、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザから受信された要求に応答してウェブページを当該ウェブブラウザに送信することによって、ユーザと対話することができる。

【0055】

いくつかの実現例を説明してきた。しかしながら、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を行ない得ることが理解されるだろう。したがって、他の実現例は添付の特許請求の範囲内にある。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-11-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータによって実現される方法であって、データ処理ハードウェアによって実行されると、前記データ処理ハードウェアに以下の動作を実行させ、前記以下の動作は、
ユーザに関連付けられたキャッシュについての増分サイズを示すキャッシュ構成情報を受信する動作を含み、前記キャッシュは、前記データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアに格納されたテーブルの一部を格納するように構成されており、前記テーブルは複数の列および複数の行を含み、前記以下の動作はさらに、
列優先フォーマットで、前記テーブルの前記複数の列のサブセットを前記ユーザに関連付けられた前記キャッシュにキャッシュする動作と、
複数のデータ要求を受信する動作とを含み、前記複数のデータ要求の各データ要求は、前記メモリハードウェアに格納された前記テーブルへのアクセスを要求し、前記以下の動作はさらに、
前記複数のデータ要求を受信する動作に応答して、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュのサイズを増大させること、または、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを減少させること、
によって、前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作を含む、方法。

【請求項2】

前記以下の動作はさらに、前記テーブルの前記複数の列のそれぞれの列ごとに、前記複数のデータ要求の各々に関連付けられたそれぞれのアクセスパターンに基づいて、前記それぞれの列が予め定められた期間にわたってアクセスされる回数を示すアクセス頻度を決定する動作を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ内の前記複数の列の前記サブセットから１つ以上の列を除去する動作を含み、前記除去された１つ以上の列は、縮小アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ内の前記複数の列の前記サブセットに１つ以上の列を追加する動作を含み、前記追加された１つ以上の列は、拡張アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記複数の列の前記サブセットをキャッシュする動作は、１つ以上のテーブルフラグメントを生成する動作を含み、前記１つ以上のテーブルフラグメントは各々、前記テーブルの前記複数の列の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記キャッシュは、前記データ処理ハードウェア上で実行する１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む、請求項１～５のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作を含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記以下の動作はさらに、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを増加させることで最大サイズを超過するかどうかを判断する動作と、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを増加させることで前記最大サイズを超過し得る場合、前記キャッシュの前記サイズを増大させることを拒否する動作とを含む、請求項１～７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

前記キャッシュは複数のセグメントを含み、
前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、対応するアクセスパターンに基づいて複数の列をまとめてセグメント毎にグループ化する動作を含む、請求項１～８のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

前記対応するアクセスパターンに基づいて前記複数の列をセグメント毎にグループ化する動作は、アクセス頻度の低い列をまとめてグループ化する動作を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

システムであって、
データ処理ハードウェアと、
前記データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアとを含み、前記メモリハードウェアは、前記データ処理ハードウェア上で実行されると、前記データ処理ハードウェアに以下の動作を実行させる命令を格納しており、前記以下の動作は、
ユーザに関連付けられたキャッシュについての増分サイズを示すキャッシュ構成情報を受信する動作を含み、前記キャッシュは、前記データ処理ハードウェアと通信するメモリハードウェアに格納されたテーブルの一部を格納するように構成され、前記テーブルは複数の列および複数の行を含み、前記以下の動作はさらに、
前記テーブルの前記複数の列のサブセットを、列優先フォーマットで、前記ユーザに関連付けられた前記キャッシュにキャッシュする動作と、
複数のデータ要求を受信する動作とを含み、前記複数のデータ要求の各データ要求は、前記メモリハードウェアに格納された前記テーブルへのアクセスを要求し、
前記複数のデータ要求を受信する動作に応答して、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュのサイズを増大させること、または、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを減少させること、
によって、前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作を含む、システム。

【請求項12】

前記以下の動作はさらに、前記テーブルの前記複数の列のそれぞれの列ごとに、前記複数のデータ要求の各々に関連付けられたそれぞれのアクセスパターンに基づいて、前記それぞれの列が予め定められた期間にわたってアクセスされる回数を示すアクセス頻度を決定する動作を含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ内の前記複数の列の前記サブセットから１つ以上の列を除去する動作を含み、前記除去された１つ以上の列は、縮小アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記キャッシュ内の前記複数の列の前記サブセットに１つ以上の列を追加する動作を含み、前記追加された１つ以上の列は、拡張アクセス頻度閾値を満たすアクセス頻度に関連付けられている、請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記複数の列の前記サブセットをキャッシュする動作は、１つ以上のテーブルフラグメントを生成する動作を含み、前記１つ以上のテーブルフラグメントは各々、前記テーブルの前記複数の列の１つ以上のうちのそれぞれの部分を含む、請求項１１～１４のいずれかに記載のシステム。

【請求項16】

前記キャッシュは、前記データ処理ハードウェア上で実行する１つ以上のワークロードによってアクセス可能な共有メモリを含む、請求項１１～１５のいずれかに記載のシステム。

【請求項17】

前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、前記１つ以上のワークロードをいずれも再始動させることなく、前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作を含む、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記以下の動作はさらに、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを増加させることで最大サイズを超過するかどうかを判断する動作と、
前記増分サイズに等しい量だけ前記キャッシュの前記サイズを増加させることで前記最大サイズを超過し得る場合、前記キャッシュの前記サイズを増大させることを拒否する動作とを含む、請求項１１～１７のいずれかに記載のシステム。

【請求項19】

前記キャッシュは複数のセグメントを含み、
前記列優先フォーマットでキャッシュされた前記複数の列の前記サブセットを動的に調整する動作は、対応するアクセスパターンに基づいて複数の列をまとめてセグメント毎にグループ化する動作を含む、請求項１１～１８のいずれかに記載のシステム。

【請求項20】

前記対応するアクセスパターンに基づいて前記複数の列をセグメント毎にグループ化する動作は、アクセス頻度の低い列をまとめてグループ化する動作を含む、請求項１９に記載のシステム。

【外国語明細書】