AlloyDB Omni による標準の PostgreSQL への追加機能

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このページでは、AlloyDB Omni とコミュニティ標準の PostgreSQL のセルフマネージド環境における機能を比較し、技術面、運用面、機能面の違いについて説明します。これらの違いは、AlloyDB Omni を Kubernetes オペレーターでデプロイする際に最も顕著になります。詳細については、AlloyDB Omni の概要をご覧ください。

セルフマネージド データベース(オンプレミス、他のクラウド、デベロッパーのノートパソコン、エッジ ロケーションで運用可能)では、ハードウェア、オペレーティング システム(OS)、ネットワーキングなどの基盤となるインフラストラクチャをユーザーがプロビジョニングして管理する必要があります。

AlloyDB Omni は、次の機能を備えた、運用効率の高い高性能データベースです。

  • 分析用のカラム型エンジンやベクトル検索用の Google の Scalable Nearest Neighbor(ScaNN)インデックスなど、統合されたカーネル拡張機能。
  • 自動メモリ管理、適応型自動バキューム、インデックス アドバイザーなど、データベース管理を簡素化する Autopilot 機能。
  • バグの迅速な修正を可能にする Google 提供のベンダー サポート。

標準の PostgreSQL は、無料で利用できる強力なオープンソース ソリューションです。AlloyDB Omni は、パフォーマンスの向上、運用オーバーヘッドの軽減、高度な機能、直接的なベンダー サポートによってメリットが得られる要求の厳しいワークロード向けの商用サポートを提供します。AlloyDB Omni によって標準の PostgreSQL に追加される機能により、ライセンス費用を上回るメリットが得られます。

PostgreSQL に対する AlloyDB Omni の追加機能の概要

AlloyDB Omni では、PostgreSQL に対する次の追加機能が用意されています。

  • パフォーマンスとスケーラビリティ: AlloyDB Omni は、標準の PostgreSQL と比較して、トランザクション パフォーマンスの大幅な向上、組み込みのカラム型エンジンを使用した分析速度の向上、CPU とメモリのリソースの増加によるスケーラビリティの向上を目的に設計されています。
  • 高度なベクトル検索: AlloyDB Omni では、標準の pgvector や Hierarchical Navigable Small World(HNSW)と比較して高速でメモリ効率の高いスケーラブルなベクトル検索を実現するために、Google の ScaNN インデックスを使用しています。
  • 自動管理(Autopilot): AlloyDB Omni の適応型バキューム、自動メモリ管理、インデックス アドバイザーなどの機能により、複雑なチューニングが自動化されます。これらの機能により、運用負荷が軽減され、データベースの安定性が向上します。
  • バグの修正とパッチの迅速な適用: 商用サポートにより、AlloyDB Omni のパッチとセキュリティ修正が直接、かつ場合によっては PostgreSQL コミュニティのリリース プロセスよりも迅速に Google から提供されます。
  • 統合機能: AlloyDB Omni の組み込みのトランザクションと分析のハイブリッド処理(HTAP)、高度なベクトル検索、高可用性(HA)により、標準の PostgreSQL と比較して、外部ツールや複雑な構成の必要性が軽減されます。
  • 費用とライセンス: 標準の PostgreSQL は無料のオープンソース ソフトウェアです。AlloyDB Omni は商用ソフトウェアであり、開発および非営利目的で料金なしでデプロイできます。ただし、本番環境で AlloyDB Omni を実行するにはライセンスが必要です。ソフトウェアの費用は発生しますが、AlloyDB Omni の効率的な機能により、総所有コスト(TCO)に関するメリットが得られる可能性があります。

データベース機能の比較

次の表に、AlloyDB Omni と PostgreSQL の機能の違いを示します。

機能 標準の PostgreSQL AlloyDB Omni AlloyDB Omni のメリット
中核的な互換性 PostgreSQL との互換性のベースライン標準。

PostgreSQL 15 および PostgreSQL 16 との完全な互換性。

標準の PostgreSQL およびクライアント ツールとの完全な互換性。

既存のアプリケーションは変更されずに実行されます。

AlloyDB Omni は、標準の PostgreSQL の代替として設計されており、追加機能を備えパフォーマンスの強化を実現します。
パフォーマンス: オンライン トランザクション処理(OLTP)

パフォーマンスは、ハードウェア、OS チューニング、PostgreSQL 構成、ワークロードによって異なります。

標準の構成では、CPU コアによるスケーラビリティは、vCPU が大きくなるにつれて効果が薄れる傾向があります。

同等のハードウェアで標準の PostgreSQL と比較して、トランザクション パフォーマンスが最大 2 倍向上します。

リソースの増加に合わせてより効果的にスケーリングするように設計されています。

AlloyDB Omni は、カーネルの強化とリソース使用の最適化により、最新のハードウェアでスループットの向上、レイテンシの短縮、スケーリングの改善を実現します。これにより、データベースと価格のパフォーマンスが向上します。

AlloyDB Omni を使用すると、特に vCPU とメモリのコンピューティング要件を最大 50% 削減できます。

分析: トランザクションと分析のハイブリッド処理(HTAP)

標準の行ベースのデータに依存し、組み込みのカラム型ストアはありません。

分析クエリについては、インデックス作成やパーティショニングなどの手動による最適化が必要になる場合が頻繁に見られます。また、拡張機能が必要になる場合もあります。

テーブルのフルスキャンは低速となり、OLTP のパフォーマンスに影響する可能性があります。

組み込みの自動管理カラム型エンジンが含まれています。

標準の PostgreSQL と比べて、分析クエリの処理速度が最大で 100 倍になります。これにより、スキャンと結合が高速化され、トランザクション ワークロードへの影響を最小限に抑えながら集計されます。

カラム型データのキャッシュ保存用に、専用の高速ストレージを追加で構成できます。

AlloyDB Omni は、統合された強力な HTAP 機能を備えています。これにより、個別の分析システムや混合ワークロードの複雑なチューニングの必要性が軽減されます。
ベクトル検索: AI / ML

pgvector 拡張機能をインストールして管理する必要があります。通常は HNSW インデックスを使用します。

パフォーマンスとメモリ使用量は、データサイズとチューニングによって異なります。

最適化された pgvector 互換のベクトル検索を含む AlloyDB AI を使用してアプリケーションを構築できます。

AlloyDB Omni は、強化された pgvector に加えて、Google の ScaNN インデックス テクノロジーもサポートしています。

ベクトルクエリの速度が最大 10 倍になり、メモリ使用量が 3~4 分の 1 に削減されます。

HNSW と比較して、特に 10 億ベクトル規模などの大規模なインデックス構築が高速です。

AlloyDB Omni は、Google の高度な ScaNN インデックスを使用して、AI アプリケーションのパフォーマンス、スケーラビリティ、リソース効率を向上させる、強化された統合ベクトル機能を備えています。
アーキテクチャ: ストレージとキャッシュ保存

標準のヒープテーブルと write-ahead log 書き込み(WAL)を使用します。

OS ページ キャッシュと手動でチューニングされた PostgreSQL 共有バッファに依存します。

AlloyDB for PostgreSQL のカーネル拡張機能のコンセプトを使用し、コンピューティング レイヤでローカルに適合します。

構成可能な超高速セカンダリ キャッシュを含む、インテリジェントな多層キャッシュ機能を備えています。

AlloyDB Omni は、I/O 効率とキャッシュ保存を向上させるように設計されており、パフォーマンスの向上に貢献します。
Autopilot: 管理とチューニング

次の対象をチューニングする際にかなりの手作業が必要になります。

  • Postgresql.conf
  • パフォーマンスに不可欠なバキューム戦略
  • メモリ割り当て
  • インデックス管理

オペレーションを簡素化する Autopilot 機能を備えています。

  • メモリ不足(OOM)の問題を解消する自動メモリ管理。
  • バキュームの頻度と強度を自動的に最適化する適応型自動バキューム。
  • クエリパターンを分析し、効果的なインデックスを推奨するインデックス アドバイザー。

AlloyDB Omni によって次の機能が追加されます。

  • 複雑で重要なチューニング タスクを自動化します。
  • 運用上のオーバーヘッドを軽減します。
  • 安定性を向上させます。
  • 手動による介入の必要性を低減しながら、データベースのパフォーマンスを向上させます。
高可用性(HA)

同期と非同期の両方のストリーミング レプリケーションと、Patroni などの外部モニタリング ツールを手動で構成する必要があります。

設定と管理が複雑です。

統合された HA メカニズムが提供されます。特に AlloyDB Omni Kubernetes オペレーターを使用する場合は、スタンバイ、自動フェイルオーバー、修復が管理されます。

必要に応じてスタンバイで読み取りを処理できます。

AlloyDB Omni により、標準の PostgreSQL で必要な手動構成と比較して、オペレーターを使用する Kubernetes 環境での HA のデプロイと管理が効率化されます。
管理: インストール

標準の OS パッケージ管理システムのインストールまたはソースのコンパイルを行うことができます。

手動による依存関係の管理が必要です。

Docker コンテナとして提供されます。

依存関係がバンドルされています。

スタンドアロンで実行できます。または、Kubernetes 環境で AlloyDB Omni オペレーターを使用して実行することもできます。詳細については、AlloyDB Omni のダウンロードとインストールの利用可能なオプションをご覧ください。

AlloyDB Omni のコンテナ化された配信により、設定と環境の整合性の維持が容易になります。
管理: バックアップ

次の手動設定が必要です。

  • pg_dumppgBackRest などのバックアップ ツール
  • WAL アーカイブなどのポイントインタイム リカバリ(PITR)戦略

AlloyDB Omni オペレーターの一部として、AlloyDB Omni には PITR をサポートする継続的なバックアップと復元のツールが組み込まれています。

それ以外の場合は、PostgreSQL でサポートされているバックアップ ツールを使用できます。

AlloyDB Omni Kubernetes オペレーターにはバックアップ機能が統合されており、データ保護を簡素化できます。
管理: アップデートとバグの修正

バグの修正とセキュリティ パッチを含むマイナー バージョンについては、PostgreSQL コミュニティのリリース スケジュールに依存します。

コミュニティ リリースの後に修正を適用するには、手動アップグレード プロセスを使用する必要があります。

新しいコンテナ イメージとオペレーターのアップデートを通じて、定期的なソフトウェア アップデートが Google から直接提供されます。アップデートには、AlloyDB Omni 固有のセキュリティ パッチとバグの修正が含まれます。 AlloyDB Omni のユーザーには、パッチと修正が Google から直接提供されます。
拡張機能

幅広いエコシステムが提供されます。

標準の PostgreSQL は手動でインストールできます。

google_*alloyDB* などの AlloyDB Omni の拡張機能に加えて、一般的な PostgreSQL の拡張機能がサポートされます。

拡張機能のサポートに依存します。サポートされている AlloyDB Omni の拡張機能に対する具体的な拡張機能のニーズを確認してください。
ライセンス

オープンソースの PostgreSQL ライセンスを使用します。

無料でダウンロードして、あらゆる目的に使用できます。

商用ソフトウェアです。

AlloyDB Omni は料金なしでダウンロードして、開発やテストなどの非営利目的で使用できます。

本番環境で AlloyDB Omni を実行するには、vCPU サブスクリプションを購入する必要があります。

標準の PostgreSQL ソフトウェアは無料です。

AlloyDB Omni を本番環境で使用する場合は、vCPU ごとにライセンスが必要です。

AlloyDB Omni には、柔軟なエンタープライズ割引が用意されています。

AlloyDB Omni は、AlloyDB for PostgreSQL によるポータビリティを備えています。

費用

PostgreSQL でツールを自動化するには、インフラストラクチャ費用と追加の人員が必要になります。

ソフトウェア ライセンス料は必要ありません。

オプションのサードパーティ サポートの費用が発生します。

AlloyDB Omni は、非本番環境での使用に限り、追加料金なしでデプロイして使用できます。本番環境で AlloyDB Omni を実行するには、月単位のサブスクリプションが必要です。

人員の時間を節約できます。

AlloyDB Omni は、効率化と自動化ツールにより、コスト パフォーマンスの向上と TCO の削減を目指しています。

AlloyDB Omni については、ソフトウェア費用が発生しますが、自動化されたツールと標準の PostgreSQL よりも高い費用対効果により、コンピューティング費用と運用費用を削減できます。
サポート

フォーラムやリストなどのコミュニティ サポートを提供します。

サードパーティ ベンダーを利用した商用サポートを提供します。

問題の解決は、コミュニティの優先順位とリリース サイクルによって異なります。

AlloyDB Omni は、Google Cloud カスタマーケアのサポートを提供します。これにより、PostgreSQL コミュニティ プロセスと比較して、バグの解決が早くなる可能性があります。

非本番環境で AlloyDB Omni サブスクリプションなしで使用する場合は、Google Cloud コミュニティ フォーラムでサポートを受けることができます。

AlloyDB Omni では、 Google Cloud プラットフォームに対する Google Cloud カスタマーケアのサポートを早く受けられることがあります。

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