In-Memory 深度矢量化（Deep Vectorization）

1、什么是 In-Memory 深度矢量化（Deep Vectorization）

In-Memory 深度矢量化是一个基于 SIMD 的框架，它为查询计划中的高级查询运算符支持矢量化。该框架包括SIMD、硬件加速和流水线执行等优化。

In-Memory 矢量化连接特性是深度矢量化框架的关键。通过使用SIMD向量处理，该框架优化了哈希联接的各个方面，例如哈希、构建、探测和收集。此优化可以将联接处理的性能提高100％或更多。
 In-Memory 矢量化联接功能对用户是透明的，不需要更改计划。默认情况下启用优化，可以通过将 INMEMORY_DEEP_VECTORIZATION 初始化参数设置为 false 来禁用优化。


2、内存中深度矢量化如何工作

In-Memory 深度矢量化框架将高级、复杂的SQL运算符（例如，哈希联接）分解为较小的内核大小的单元。

解构的内核适用于SIMD矢量化技术。 数据库以流水线方式执行内核，以加速整体操作。

3、内存中矢量化联接的工作方式

向量化联接功能是内存中深度向量化框架的关键方面。

In-Memory 矢量化连接的工作方式如下：

• 在运行时，数据库决定哈希联接是否将从 In-Memory 深度矢量化中受益。 如果是这样，则数据库进行到下一步。

注意：由于在运行时选择了矢量化联接操作，因此执行计划中仍显示未优化。

• 数据库将连接处理下推给扫描运算符，以便直接在内存中的列数据格式上进行评估。
• 该操作使用SIMD优化的哈希表数据结构，而不是传统的哈希表。
• 数据库从联接的左侧和右侧确定匹配的行，并使用矢量化技术将它们发送回父SQL运算符。

内存中矢量化连接可能会利用内存中的功能，例如：

• 加入群组 如果声明了连接组，则使用深度矢量化的连接处理可能会明显更快。
• IM 动态扫描 使用轻量级线程在扫描运算符中进一步并行化连接处理。
• 聚合下推 连接中的聚合通过连接操作进行矢量化。
• 内存中列压缩格式 向量化联接功能极大地利用了列式数据格式。

4、深度矢量化的用户接口

当 INMEMORY_DEEP_VECTORIZATION 初始化参数为 true（默认值）时，将启用深度矢量化框架。

您可以使用 SQL Monitor 来确定查询是否使用矢量化联接。在“SQL Monitor”报告中，单击“Information”列中“HASH JOIN”操作旁边的双筒望远镜图标。如果 DeepVec Hash Joins 的值为1，则查询使用深度矢量化；否则，查询使用深度矢量化。否则，查询不使用它。

5、In-Memory 矢量化连接示例

此示例说明了哈希联接如何从深度矢量化中受益。

在此示例中，存在一个客户（customers）和订单表（orders），并且 INMEMORY_DEEP_VECTORIZATION 当前设置为 false。您的目标是计算单个国家/地区内的订单，并尽可能使用深度矢量化优化。

• 1.以管理用户DB1身份登录数据库。
• 2.使用 ALTER SESSION，将 INMEMORY_DEEP_VECTORIZATION 初始化参数设置为 ENABLE。
• 3.如下所示连接 tpch.customer 和 tpch.orders 表，并过滤 tpch.customer.c_nationkey 列中为 21 的值：

SQL SELECT /*+monitor */ COUNT(*) FROM tpch.customer c, tpch.orders o WHERE c.c_custkey = o.o_custkey AND c.c_nationkey = 21

• 4.要使用 HTML 创建 SQL Monitor 报表，请将 SQL ID 传递到 DBMS_SQL_MONITOR.REPORT_SQL_MONITOR。
• 5.在浏览器中打开“SQL Monitor”报告。

• 6.在报表的“详细信息（Details）”部分中，找到“HASH JOIN”操作，然后单击“双筒望远镜”图标。

• 7.在“其他信息（Other Information）”窗口中，查找“DeepVec Hash Joins”。因为该值为1，所以数据库使用了 In-Memory 矢量化联接。