Avaliação do consumo de energia em sistemas de gerenciamento de banco de dados NoSQL

Abstract

NoSQL é uma tecnologia de sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBD) emergente, tendo modelos flexíveis focados em desempenho e escalabilidade, proposta para a manipulação de grandes quantidades de dados. NoSQL não substitui as abordagens de sistemas de gerenciamento de banco de dados relacionais, mas sim atende às restrições relacionadas à manipulação de dados em massa. Tal tecnologia já é aplicada em sistemas bem conhecidos em todo o mundo, tais como serviços de e-commerce e middleware. A importância de tal tecnologia tem motivado muitos trabalhos, principalmente em relação ao desempenho. Poucos trabalhos caracterizam e comparam o consumo de energia no contexto de SGBDs NoSQL, apesar de sua importância. De fato, o consumo de energia não deve ser negligenciado devido ao aumento dos custos financeiros e ambientais. A fim de avaliar essa questão, este trabalho analisa o desempenho e consumo de energia em sistemas de gerenciamento de banco de dados NoSQL, selecionamos o Cassandra (coluna), MongoDB (orientado a documento) e Redis (chave-valor) por serem representativos exemplos desta tecnologia. A metodologia baseia-se em Design of Experiments, de tal forma que as cargas de trabalho são geradas por Yahoo! Cloud Serving Benchmark (YCSB) produzindo leitura, escrita e atualização, por ciclos de 1.000, 10.000 e 100.000 operações. Como resultado são avaliados 27 tratamentos. Para a medição do consumo de energia é aplicado um framework específico chamado Emeter. As métricas são tempo de execução e consumo de energia, assim como a evolução no incremento da carga de trabalho. Os resultados demonstram que o consumo de energia pode variar significativamente entre os SGBDs para comandos distintos e cargas de trabalho. Conclui-se ainda que mesmo havendo uma correlação positiva entre o consumo de energia e o tempo de execução, o SGBD mais rápido não é, necessariamente o que utiliza menos energia.