Azure Cosmos DB ドライバーの比較

この記事のメトリクスは、2019年7月時点で入手可能な最新ドライバーに基づいています。

この記事では、CData ODBC Driver for Cosmos DB とネイティブドライバーのパフォーマンスを2つの観点から比較します。

まず、読み取りパフォーマンスを比較します。Azure Cosmos DB インスタンスからデータをクエリして結果セットを処理するまでの時間を測定しました。CData ドライバーはネイティブドライバーの少なくとも3倍高速であることがわかりました。

次に、読み取りクエリにおける各ドライバーのリソース使用状況を比較し、CPU とネットワーク使用率に着目しました。この結果から、CData ドライバーが高パフォーマンスを発揮する根本的な原因を説明します。さらに、Cosmos DB のサーバーリソース（Azure Cosmos DB 設定の Read Units（RU））を増加させた場合に、両ドライバーがどのようにスケールするかについてもテストを拡張しました。

ドライバーを並べて比較しているため、マシン自体のパフォーマンスは相対的に重要ではありません。重要なのは、ドライバー同士の相対的な比較結果です。

データについて

再現可能な比較を行うために、MongoDB, Inc が公開しているサンプル restaurants データセットをコピーし、1,000万件のレコードを持つデータベースを構築しました。クエリ対象テーブルの詳細は以下のとおりです：

ODBC ドライバーの読み取りパフォーマンス

まず、各ドライバーで同じ2つのクエリを実行して、パフォーマンスをテストしました：

1. SELECT * FROM restaurants LIMIT 25000
2. SELECT * FROM restaurants

結果からわかるように、CData ODBC ドライバーはネイティブドライバーよりも大幅に高速で大規模な結果セットを処理し、最大のデータセットを3倍高速に処理しました。

ODBC ドライバーのリソース使用状況

読み取りパフォーマンスのテスト後、ネットワークと CPU の使用状況に着目して、リソース使用状況を測定・比較する別のテストを実施しました。以下のグラフは、サンプル C プログラムを実行し、Windows リソースモニター（CPU 使用率とネットワーク使用率を同時にキャプチャするために2つのインスタンスを実行）を使用して取得しました。リソース使用状況テストでは、Azure Cosmos DB の Read Units（RU）の割り当てに基づいて、2つの異なるユースケースを調査しました。結果は250万行に制限しました。

1. 最小 RU での大量行クエリ

最初の比較では、Cosmos DB で最小 RU（400）を設定し、大量の行をクエリしました：SELECT * FROM restaurants LIMIT 2500000

CData ドライバー

ネイティブドライバー*

* ネットワークグラフのスケールが異なる点にご注意ください。

上のグラフから、RU を最小値に設定した場合、両方のドライバーがデータを取得した後、割り当てられた RU に基づくレート制限により取得を一時停止することがわかります。しかし、CData ドライバーはデータを取得しながら同時に処理しているように見えるのに対し、ネイティブドライバーはデータを取得してから処理しているように見えます。さらに、最小 RU 設定では、CData ドライバーはデータ取得のピークが30〜40 Mbps であるのに対し、ネイティブドライバーのピークは6〜7 Mbps です（ネイティブドライバーのスケールの違いにご注意ください）。データ取得速度が高いことは、CData ドライバーがネットワーク帯域幅をより効率的に活用していることを示しており、その結果、CData ドライバーのクエリ処理時間が短縮されます。

2. 高 RU での大量行クエリ

2番目の比較では、Cosmos DB で高い RU を設定し、大量の行をクエリしました：SELECT * FROM restaurants LIMIT 25000000

CData ドライバー

ネイティブドライバー*

* ネットワークグラフのスケールが異なる点にご注意ください。

RU を高い値（3500）に設定すると、CData ドライバーのパフォーマンスは劇的に向上し、各ドライバーが利用可能なリソースをどのように活用するかの違いがより顕著になります。グラフに基づくと、CData ドライバーはデータを取得しながら同時に処理するパターンを維持しながら、毎秒はるかに多くのデータ（約70 Mbps）を取得しており、割り当てられた RU を完全に活用しています。一方、ネイティブドライバーは高い RU でもほとんどパフォーマンスが向上せず、データを取得してから別途処理するパターンを継続しています。ネイティブドライバーは RU が最小値だったときと同じ速度（約7 Mbps）でデータを取得しており、割り当てられた RU を活用している様子は見られません。

まとめ

CData Software のドライバーは、特に大規模なデータセットや高い RU 割り当ての環境において、ネイティブドライバーよりも高速であることが一貫して証明されています。CData の開発者たちは、データのリクエストと Cosmos DB データベースから返される結果の処理におけるパフォーマンスの最適化に、数え切れないほどの時間を費やしてきました。これにより、システムに割り当てられた RU を最大限に活用できます。このエンジニアリングにより、割り当てられた RU に基づいて可能な限り最高のパフォーマンスを得ることができます。30日間の無料トライアルをダウンロードして、CData の違いをぜひ体験してみてください。

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