探索SQL Server 2005的最大潛能

雖然SQL Server 2005標榜增加了琳瑯滿目的新功能，但最終還是得回到原點：SQL Server 2005的效能到底好不好？64位元是否真的有用？所以我們採用IBM x460伺服器作為測試平臺，透過實際的佈署與測試，檢視SQL Server 2005的真正效能。

事實證明，SQL Server 2005並沒有讓我們失望。

SQL Server 2005的32位元效能較優

經過實際的測試，整體而言，SQL Server 2005的效能的確明顯優於SQL Server 2000，尤其前者比較能有效率的利用多處理器環境與高容量的記憶體。我們使用一個由VB Script撰寫的壓力測試程式，比較同為32位元版本的測試過程，發現SQL Server 2005「聰明」的利用多餘記憶體空間，以及閒置中的處理器資源，尤其是針對超執行緒（HyperThreading）的最佳化，但SQL Server 2000卻需要經過繁雜的調校才會略有起色、緩慢的逐步使用超過4GB以上的記憶體空間。兩個版本相隔五年的技術差距，由此可見一斑。

以湊雜比對與匯總運算密集的合併表格查詢動作為例，32位元的SQL Server 2005執行時間僅有SQL Server 2000的40%，而且記憶體容量越高，效能差距就更明顯。

但是，由於SQL Server 2005的Management Studio提供更複雜的圖像化管理介面與系統資訊報表功能，在使用SQL Server 2005時，這些GUI繪圖動作都會「吃掉」不少系統資源，影響資料庫的實際效能。以我們所測試的5000萬筆資料來說，在未關閉報表功能時，大多數系統資源都花在匯出數千萬筆受影響資料欄位的工作上，反而真正最需要效能的資料庫動作，沒有被分配到應有的資源。所以，使用SQL Server 2005時，建議關閉不必要的GUI報表功能，將運算資源全部砸在刀口上。

64位元享有整體效能上的優勢

藉由相同的測試，我們實際比較過32位元與64位元SQL Server 2005的表現之後，64位元在整體效能上的壓倒性優勢，已經著無庸議。也許因耗用較多處理器資源與磁碟I/O之故，32位元的SQL Server 2005不見得可以勝過SQL Server 2000，但就算是磁碟I/O密集的測試，x64版本SQL Server 2005依舊享有明顯的優勢，更罔論可充分利用高容量記憶體的項目。以上述的合併表格查詢動作為例，64位元的所需時間僅有32位元的40%，相當驚人。

更重要的是，相較於SQL Server 2000與32位元版本SQL Server 2005，如果系統已經安裝了4GB以上的高容量記憶體、而且處理器支援64位元，導入64位元環境可以避免作業系統與SQL Server上啟動PAE模式的麻煩，省略繁雜的後繼調校動作，直接享受到高容量記憶體的好處。

為何64位元效能會比較優異？

在本次測試中，x64版本SQL Server 2005的效能表現，均遠遠超越32位元的SQL Server 2000與SQL Server 2005，主因就在於64位元的記憶體平面定址能力，擺脫32位元所造成的4GB虛擬定址空間限制。

不過，相較於64位元平面定址，這種權宜之計非常的沒有效率，實體記憶體雖然可達64GB，但是每個應用程式實際上只能使用到4GB的虛擬定址空間，尤其像大型資料庫、或是網站伺服器，會經常發生不規則存取大範圍記憶體的程式行為，降低處理器TLB與MMU的效能，導致記憶體存取效率不彰，影響伺服器應用。

64位元不保證一定比較快

不過，64位元是否就毫無效能上的負面影響？答案也是否定的，64位元不見得就一定會讓程式變快，因為64位元的指標（Pointer）和暫存器，多少會增加記憶體容量的需求與頻寬的壓力。事實上，幾乎所有的64位元處理器都提供32位元模式，也就是只使用32位元的暫存器和指標，這樣的設計一方面是提供對傳統32位元應用程式的相容性，而且在大量使用指標的時候，也可以減少記憶體的使用量。在記憶體和處理器相對速度越來越慢的情形下，這還是會有相當的影響。以處理器業界最具權威性的效能指標SPEC CPU 2000為例，很多處理器與伺服器廠商在進行64位元環境測試時，為了追求最好的表現，並不是每個項目都會編譯成64位元執行檔，其負面影響，由此可見一斑。另一個隱而不現的因素，就是往往64位元的整數邏輯運算器（ALU）效能都較32位元模式為差，這也會影響64位元應用程式的實際效能。

記憶體空間多多益善

不可否認的，對於資料庫應用來說，更大的記憶體容量確實可以有效降低磁碟I/O的壓力，多多益善實乃必然。我們曾經將IBM x460伺服器的記憶體從16GB增加至32GB、將測試用資料庫的筆數同樣加倍至1億筆，結果效能表現依然明顯優於16GB/5千萬筆資料的組態，足以證明記憶體容量的重要性。如果要採用64位元系統，更需要高容量的記憶體。

SQL Server 2005的升級與移轉評估

從舊版的SQL Server 升級到2005大致可分成兩種作法，一種是直接取代掉原有的資料庫，由新版本接手，另外一種是將舊版保留下來，和新版並存。可以升級的元件除了資料庫引擎及物件之外，也包含了全文檢索、系統工具等。另外如Analysis Services、Reporting Services、DTS封裝及通知服務等，也都可以在升級過程中一併轉換。

是否有採用4Gb FC SAN的必要？

近期4Gb FC SAN產品開始低價化，市面上也開始出現了入門級的產品，是否該導入4Gb FC SAN就成為值得重視的焦點。我們採用SilverSTOR Titan 6216S-F4D與Broadcade SilkWorm E205交換器，進行2Gb與4Gb FC SAN的效能測試，作業系統與SQL Server均為x64版本。為了達到最高的磁碟效能，我們建立由16臺硬碟所組成的RAID0分割區。

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管理篇－SQL Server 2005管理新世界為何64位元效能會比較優異？

在本次測試中，x64版本SQL Server 2005的效能表現，均遠遠超越32位元的SQL Server 2000與SQL Server 2005，主因就在於64位元的記憶體平面定址能力，擺脫32位元所造成的4GB虛擬定址空間限制。

雖然不少既有的32位元指令集，都有擴充實體定址空間的應急方案，例如英特爾從Pentium Pro開始提供的PSE/PAE-36延伸定址模式，透過作業系統建立位址轉換表格、將4GB虛擬空間對映至更大的實體空間，使處理器可以定址到相當於36位元的64GB實體記憶體，這也是本次測試中，32位元系統預設的模式。

不過，相較於64位元平面定址，這種權宜之計非常的沒有效率，實體記憶體雖然可達64GB，但是每個應用程式實際上只能使用到4GB的虛擬定址空間，尤其像大型資料庫、或是網站伺服器，會經常發生不規則存取大範圍記憶體的程式行為，降低處理器TLB與MMU的效能，導致記憶體存取效率不彰，影響伺服器應用。

所以，對於伺服器及工作站應用而言，記憶體定址空間加大有著立竿見影的好處，成為企業迫切的需求實無可厚非，而資料庫更是最需要高容量記憶體的企業應用。支援64位元x86處理器的SQL Server 2005－也許是Windows平臺上第一個64位元殺手級應用程式，只是這個趨勢的第一步。

對x86指令集處理器而言，AMD64/EM64T所能帶來的最大好處，還不只限於64位元的記憶體定址能力，而是在64位元模式下所新增的暫存器群（8個64位元「純」通用暫存器和8個128位元XMM暫存器）。
只要程式可以有效利用這些新增的暫存器，對於提升效能絕對有著立竿見影的效果，畢竟x86處理器苦於暫存器不足的問題，已經不是一天兩天的事情了。對於伺服器和工作站，超過4GB的記憶體平面定址空間，更是極為迫切的需求。

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管理篇－SQL Server 2005管理新世界64位元不保證一定比較快

不過，64位元是否就毫無效能上的負面影響？答案也是否定的，64位元不見得就一定會讓程式變快，因為64位元的指標（Pointer）和暫存器，多少會增加記憶體容量的需求與頻寬的壓力。事實上，幾乎所有的64位元處理器都提供32位元模式，也就是只使用32位元的暫存器和指標，這樣的設計一方面是提供對傳統32位元應用程式的相容性，而且在大量使用指標的時候，也可以減少記憶體的使用量。在記憶體和處理器相對速度越來越慢的情形下，這還是會有相當的影響。以處理器業界最具權威性的效能指標SPEC CPU 2000為例，很多處理器與伺服器廠商在進行64位元環境測試時，為了追求最好的表現，並不是每個項目都會編譯成64位元執行檔，其負面影響，由此可見一斑。另一個隱而不現的因素，就是往往64位元的整數邏輯運算器（ALU）效能都較32位元模式為差，這也會影響64位元應用程式的實際效能。

在我們本次的測試過程中，就曾遭遇到64位元效能較差的狀況。我們也分別比較32位元與64位元在壓力測試中的記憶體使用量，很明顯的，x64版本SQL Server 2005的記憶體使用量明顯高於32位元x86版本，如果採用64位元系統，建議安裝更大的記憶體，降低使用虛擬記憶體與存取磁碟系統的機率。值得注意的是，如果企業採用的是Itanium版本，記憶體需求將會更高，因為IA-64指令集的指令碼密度（code density）是遠低於x86指令集的。

因為我們這次採用的IBM x460伺服器X3架構擁有相當頂級的記憶體效能，所以這個現象並不明顯，但對於其他的伺服器來說，可能就不會這麼好運了。所以，千萬不要以為64位元就一定可以帶來更好的效能，從此高枕無憂。在採用64位元SQL Server 2005時，依舊需要細心調校與規畫系統，以徹底發揮64位元的價值。

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管理篇－SQL Server 2005管理新世界記憶體空間多多益善

不可否認的，對於資料庫應用來說，更大的記憶體容量確實可以有效降低磁碟I/O的壓力，多多益善實乃必然。我們曾經將IBM x460伺服器的記憶體從16GB增加至32GB、將測試用資料庫的筆數同樣加倍至1億筆，結果效能表現依然明顯優於16GB/5千萬筆資料的組態，足以證明記憶體容量的重要性。如果要採用64位元系統，更需要高容量的記憶體。

但是，高容量記憶體自然也會衍生出記憶體資料可靠性的議題。如果缺乏完善的記憶體資料可靠性功能，如ChipKill、記憶體鏡像備份（Memory Mirroring）、記憶體模組熱備援（Memory Sparing）或記憶體RAID（Memory RAID），在記憶體密度與時脈節節高升的今天，就會承受更大的風險，值得注意。

此外，雖然我們的測試平臺已經搭配了高效能的儲存系統，採用了4臺2.5吋萬轉SAS硬碟（3臺組成RAID5，再加上1臺作為熱備援）與內建256MB快取記憶體的IBM ServerRAID 8i SAS磁碟陣列控制卡，但在實際測試中，依舊比不過外接的2Gb FC SAN--雖然SAS號稱擁有「300MB/s的點對點頻寬」，但仍然無法彌補硬碟數量的差距。

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從舊版的SQL Server 升級到2005大致可分成兩種作法，一種是直接取代掉原有的資料庫，由新版本接手，另外一種是將舊版保留下來，和新版並存。可以升級的元件除了資料庫引擎及物件之外，也包含了全文檢索、系統工具等。另外如Analysis Services、Reporting Services、DTS封裝及通知服務等，也都可以在升級過程中一併轉換。

升級可以透過安裝動作直接升級，資料也會自動轉換到新的資料庫中，而且使用原來的執行個體名稱，對原來系統架構影響較小，作業過程也比較快速，不過資料庫管理員可調整的部份就比較少，而且資料庫在升級過程中會有關閉和啟動的動作，必須中斷服務一段時間。此外，也不是所有的物件都能透過升級平移過去，像是Analysis Services的Cube，使用移轉的方式才能獲致較好的結果。

移轉則是在系統上執行新的安裝，完成之後再將資料庫複製到新系統，過程中比較需要比較多的手動作業，但相對來說，也多了可驗證、測試和調整的空間。利用移轉好處在於服務不打祥，移轉過程中原有的執行個體仍能持續運作。不過移轉完成後，由於名稱不同，原有的應用程式必須設定導向新到SQL Server 2005。可以升級到SQL Server 2005的舊有版本有SQL Server 7和2000，在升級前必須要先上到最新的Service Pack才能順利進行。升級時也必須注意到一些前置條件，才能保證過程順暢，例如企業版升級必須對應的企業版，語系版本之間最好也一致，尤其是非英語系的版本是無法升級成英語系，但是相反的話則可以。要進行升級或移轉前，可先用Upgrade Advisor評估轉換情況，以避免升級後發生無法使用的狀況。文⊙劉人豪

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近期4Gb FC SAN產品開始低價化，市面上也開始出現了入門級的產品，是否該導入4Gb FC SAN就成為值得重視的焦點。我們採用SilverSTOR Titan 6216S-F4D與Broadcade SilkWorm E205交換器，進行2Gb與4Gb FC SAN的效能測試，作業系統與SQL Server均為x64版本。為了達到最高的磁碟效能，我們建立由16臺硬碟所組成的RAID0分割區。

我們刪除資料庫5000萬筆資料中的3000萬筆，以確保可以實際測試磁碟系統的效能。測試結果顯示，4Gb FC SAN的效能的確優於2Gb FC SAN，但領先幅度仍相當有限。如果企業預算有限，是否要採用4Gb FC SAN，值得斟酌。

但無論是否採用何種規格，FC SAN的效率依舊遠勝過內接式的SAS RAID。另外，值得注意的是，由於SQL Server 2005的資料庫暫存檔相當消耗磁碟空間，加重磁碟效能的負擔，將資料庫暫存檔置於外接的SAN儲存系統，就可以改進效能。所以如果預算許可，採用SAN儲存系統的確是比較好的方案。文⊙劉人豪

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