# Introduction ## 既存のHTAPシステムの課題 - [[HTAP]]向けストレージは、Multi-index, multi-storeが主流（[[TiDB]]など） - **Issue 1: Data freshness:** Multi-storeだと、まず行指向ストレージに書いて、あとから列指向ストレージにデータをコピーする。この間にタイムラグがある。これをなくすために行指向のストレージにOLAPクライアントがアクセスすることもあるが、読み取り増幅が起こる。 - **Issue 2: Sub-optimal OLTP and OLAP performance**: データの移行時にI/Oが競合し、OLTP/OLAP処理を圧迫する。 ## 手法 ![[Pasted image 20260430114222.png]] - Single index, Single storeで、読み取り増幅の最小化・即時のData freshnessを達成する - 圧縮に[[Computational Storage Drives]]（CSD）を活用する **CSDを使って書き込み増幅とページサイズのトレードオフを切り離す** - [[B+ Tree]]の各ページを列指向にする（[[Partition Attributes Across|PAX]]）→ PAXを更に改良 - ページサイズを巨大にし、更にその中に4KBごとのミニページ（一つの列しか入らない）を作って、読み取り増幅を最小化している - 書き込み増幅がひどくなりそう?と思われるが、B+ Treeの各リーフページごとにそのページ専用の小さな[[WAL]]（Delta page）を割り当てる→溜まったら書き込むことで書き込み増幅を最小化している - 全てのリーフノードに4KBのWALがあったら容量を無駄遣いするけど、[[Computational Storage Drives|CSD]]の圧縮で解決 ``` 【HaSiSの128KBデータページ（PAXベース）】 LBAブロック1 (4KB) = ミニページ1 [ 列Aのデータ (3KB) | ゼロ埋め (1KB) ] <-- 列Aを読みたい時はここだけフェッチ(s=1) LBAブロック2 (4KB) = ミニページ2 [ 列Bのデータ (4KBピッタリ) ] <-- 列Bを読みたい時はここだけフェッチ(s=1) LBAブロック3 (4KB) = ミニページ3 [ 列Cのデータ (2KB) | ゼロ埋め (2KB) ] <-- 列Cを読みたい時はここだけフェッチ(s=1) ... (これが最大128KB分続く) ``` - このゼロ埋めの部分をCSDで圧縮している **ページ内の列読み取り増幅を削減する** - OLAPの長い読み取りの間、OLTPのトランザクションがポンポンやってくると、その間待たざるを得ない - Column-based Data Page + Row-based Delta Page。ページごとにデルタを管理する。OLAPはData Pageだけを読み、OLTPはDelta Pageも読む。 - しかし、ページごとに全然更新がなくてデルタが使われない...とかがあるが、[[Computational Storage Drives|CSD]]の透過圧縮で解決 # 論文 - Conference版（[[USENIX]] [[FAST]]'25）: [HaSiS: A Hardware-assisted Single-index Store for Hybrid Transactional and Analytical Processing](https://www.usenix.org/conference/fast25/presentation/huang)  - Journal版（ACM [[TOCS]]）: [A Single-Index Store for Hybrid Transactional and Analytical Processing on Modern Computational Storage Drives](https://doi.org/10.1145/3806230)