AlloyDB Omni 在标准 PostgreSQL 的基础上新增的功能

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本页面将 AlloyDB Omni 与自行管理环境中的标准社区版 PostgreSQL 进行比较,重点介绍技术、运营和功能方面的差异,这些差异在您使用 Kubernetes 操作器部署 AlloyDB Omni 时最为明显。如需了解详情,请参阅 AlloyDB Omni 概览

自行管理的数据库(可以在本地、其他云端、开发者笔记本电脑上或边缘位置)意味着用户必须预配和管理底层基础架构,例如硬件、操作系统 (OS) 和网络。

AlloyDB Omni 是一种高性能、运营高效的数据库,提供以下功能:

  • 集成的内核增强功能,例如用于分析的列式引擎和用于向量搜索的 Google 可扩容最近邻 (ScaNN) 索引。
  • Autopilot 功能(例如自动内存管理、自适应自动完全清理 (autovacuum) 和索引顾问),可简化数据库管理。
  • Google 提供的供应商支持,可更快地修复 bug。

标准 PostgreSQL 是一种功能强大的免费开源解决方案。 AlloyDB Omni 为要求苛刻的工作负载提供商业支持,这些工作负载可受益于增强的性能、更低的操作开销、高级功能和直接的供应商支持。AlloyDB Omni 对标准 PostgreSQL 的补充功能可以抵消许可费用。

AlloyDB Omni 对 PostgreSQL 的新增功能摘要

AlloyDB Omni 在 PostgreSQL 的基础上增加了以下功能:

  • 性能与可扩缩性:AlloyDB Omni 旨在提供比标准 PostgreSQL 更高的事务性能、更快的分析速度(使用内置的列式引擎)以及更好的可扩缩性(提供更多 CPU 和内存资源)。
  • 高级向量搜索:与标准 pgvector 和分层可导航小世界 (HNSW) 相比,AlloyDB Omni 使用 Google 的 ScaNN 索引,可实现更快、更节省内存且可扩缩的向量搜索。
  • 自动管理 (Autopilot):AlloyDB Omni 具有自适应完全清理 (vacuum)、自动内存管理和索引顾问等功能,可自动执行复杂的调优。这些功能可减轻运维负担并提高数据库稳定性。
  • 更快的 bug 修复程序和补丁:借助商业支持,Google 可以直接为 AlloyDB Omni 提供补丁和安全修复程序,速度可能比 PostgreSQL 社区发布流程更快。
  • 集成功能:与标准 PostgreSQL 相比,AlloyDB Omni 内置的混合事务处理和分析处理 (HTAP)、高级向量搜索和高可用性 (HA) 减少了对外部工具或复杂配置的需求。
  • 费用和许可:标准 PostgreSQL 是免费的开源软件。 AlloyDB Omni 是一款商业软件,您可以免费部署它,用于开发和非商业用途。不过,您需要获得许可才能在生产环境中运行 AlloyDB Omni。尽管存在软件成本,但 AlloyDB Omni 的效率功能仍可带来潜在的总拥有成本 (TCO) 优势。

数据库功能比较

下表介绍了 AlloyDB Omni 和 PostgreSQL 之间的功能差异:

功能 标准 PostgreSQL AlloyDB Omni AlloyDB Omni 优势
核心兼容性 PostgreSQL 兼容性的基准标准。

与 PostgreSQL 15 和 PostgreSQL 16 完全兼容。

与标准 PostgreSQL 和客户端工具完全兼容。

现有应用运行不变。

AlloyDB Omni 旨在取代标准 PostgreSQL,并提供额外的功能和性能增强。
性能:在线事务处理 (OLTP)

性能取决于硬件、操作系统调优、PostgreSQL 配置和工作负载。

在标准配置中,CPU 核心的可扩缩性通常会导致 vCPU 越大,回报越低。

与在类似硬件上运行的标准 PostgreSQL 相比,事务性能最高可提升一倍。

经过精心设计,可随着资源的增加而更有效地扩容。

AlloyDB Omni 使用内核增强功能和优化的资源利用率,以便在现代硬件上实现更高的吞吐量、更短的延迟时间和更好的扩缩能力。这有助于提高数据库性能和性价比。

借助 AlloyDB Omni,您可以将计算需求(尤其是 vCPU 和内存)最多减少 50%。

分析:混合事务和分析处理 (HTAP)

依赖于基于标准行的数据,没有内置的列式存储。

分析型查询通常需要手动优化(例如编制索引和分区),或者需要扩展程序。

全表扫描速度可能较慢,且可能会影响 OLTP 性能。

包含内置的自动管理列式引擎。

在分析查询方面,最多比标准 PostgreSQL 快 100 倍。这样可以加快扫描和联接速度,并以对事务性工作负载的最小影响进行聚合。

允许配置额外的专用快速存储来缓存列式数据。

AlloyDB Omni 提供强大的集成式 HTAP 功能,可减少对单独的分析系统或混合工作负载的复杂调整需求。
向量搜索:AI/机器学习

需要您安装和管理 pgvector 扩展程序,通常使用 HNSW 索引。

性能和内存用量取决于数据大小和调整。

您可以使用 AlloyDB AI 构建应用,其中包括经过优化的、与 pgvector 兼容的向量搜索。

除了增强型 pgvector 之外,AlloyDB Omni 还支持 Google 的 ScaNN 索引技术。

可将向量查询速度提高到原来的 10 倍,同时减少内存占用(减少到原来的三分之一到四分之一)。

与 HNSW 相比,索引构建速度更快,尤其是在十亿向量规模等较大规模下。

AlloyDB Omni 提供增强的集成式向量功能,可使用 Google 的高级 ScaNN 索引,从而在 AI 应用中实现更好的性能、可扩缩性和资源效率。
架构:存储和缓存

使用标准堆表和预写式日志记录 (WAL)。

依赖于操作系统页面缓存和手动调优的 PostgreSQL 共享缓冲区。

使用 AlloyDB for PostgreSQL 的内核增强功能中的概念,并在计算层进行本地调整。

具有智能多层缓存功能,包括可配置的超快二级缓存。

AlloyDB Omni 旨在提高 I/O 效率和缓存,从而有助于提高性能。
Autopilot:管理和调优

需要花费大量人工精力来调优以下内容:

  • Postgresql.conf
  • 完全清理 (vacuum) 策略,对性能至关重要
  • 内存分配
  • 索引管理

提供 Autopilot 功能以简化操作:

  • 自动内存管理,可消除内存不足 (OOM) 问题。
  • 自适应自动完全清理 (autovacuum),可自动优化完全清理 (vacuum) 频率和强度。
  • 索引顾问,可分析查询模式并推荐有益的索引。

AlloyDB Omni 增加了以下功能:

  • 自动执行复杂且关键的调优任务。
  • 减少运营开销。
  • 提高稳定性。
  • 在减少人工干预的情况下提升数据库性能。
高可用性 (HA)

需要您手动配置流式复制(包括同步和异步)以及 Patroni 等外部监控工具。

设置和管理很复杂。

提供集成式高可用性机制,尤其是在您使用 AlloyDB Omni Kubernetes 操作器时,该操作器可管理备用实例、自动故障切换和修复。

备用实例可以选择性地提供读取服务。

与标准 PostgreSQL 所需的手动配置相比,AlloyDB Omni 可简化在 Kubernetes 环境中使用操作器的 HA 部署和管理。
管理:安装

提供标准操作系统的软件包管理系统安装或源代码编译。

需要手动管理依赖项。

以 Docker 容器的形式交付。

捆绑依赖项。

可以在 Kubernetes 环境中单独运行,也可以使用 AlloyDB Omni 操作器运行。如需了解详情,请参阅可用的 AlloyDB Omni 下载与安装选项

AlloyDB Omni 容器化交付可简化设置并确保环境一致性。
管理:备份

需要手动设置以下内容:

  • 备份工具,例如 pg_dumppgBackRest
  • 时间点恢复 (PITR) 策略,例如 WAL 归档。

作为 AlloyDB Omni 操作器的一部分,AlloyDB Omni 具有支持 PITR 的内置持续备份和恢复工具。

否则,您可以使用 PostgreSQL 支持的备份工具。

AlloyDB Omni Kubernetes 操作器集成了备份功能,可简化数据保护。
管理:更新和 bug 修复

依赖于 PostgreSQL 社区发布的包含 bug 修复和安全补丁的次要版本。

如需应用社区发布版本之后的修复,您必须使用手动升级流程。

Google 会使用新的容器映像和操作员更新直接提供定期软件更新。这些更新包括安全补丁和专门针对 AlloyDB Omni 的 bug 修复。 AlloyDB Omni 用户直接从 Google 接收补丁和修复。
扩展程序

提供广泛的生态系统。

您可以手动安装标准 PostgreSQL。

除了 google_*alloyDB* 等 AlloyDB Omni 增强扩展程序之外,还支持最常用的 PostgreSQL 扩展程序

取决于扩展程序支持:请根据支持的 AlloyDB Omni 扩展程序验证特定的扩展程序需求。
许可

使用开源 PostgreSQL 许可。

可免费下载并用于任何用途。

商业软件。

您可以免费下载 AlloyDB Omni,并将其用于开发和测试等非商业用途。

需要购买 vCPU 订阅才能在生产环境中运行 AlloyDB Omni

标准 PostgreSQL 软件免费。

AlloyDB Omni 需要按 vCPU 许可才能用于生产环境。

AlloyDB Omni 提供灵活的企业折扣。

AlloyDB Omni 可与 AlloyDB for PostgreSQL 搭配使用,实现可移植性。

费用

为了实现工具自动化,PostgreSQL 需要基础设施成本和额外的人力资源。

无需支付软件许可费。

可以选择支付第三方支持费用。

您可以免费部署和使用 AlloyDB Omni,但仅限用于非生产用途。需要按月订阅才能在生产环境中运行 AlloyDB Omni

提供人员时间。

AlloyDB Omni 致力于通过高效的自动化工具提供更高的性价比,并可能降低总拥有成本。

AlloyDB Omni 具有软件费用,但由于其自动化工具和比标准 PostgreSQL 更高的性价比,它可以降低计算和运营成本。
支持

提供社区支持,例如论坛和列表。

使用第三方供应商提供商业支持。

问题解决取决于社区优先级和发布周期。

AlloyDB Omni 提供 Google Cloud Customer Care 支持服务。 其中包括与 PostgreSQL 社区流程相比,可能更快的问题解决速度。

对于非生产用途,如果您没有 AlloyDB Omni 订阅,可以通过 Google Cloud 社区论坛获取支持。

AlloyDB Omni 可为 Google Cloud 平台提供可能更快的 Google Cloud Customer Care 支持。

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