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WAter: ワークロード圧縮に基づくワークロード適応型ノブチューニングシステム

arXiv cs.AI / 2026/4/1

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要点

  • 本論文は、MLベースのDBMSパラメータチューニングに伴う高いコストに焦点を当て、サンプル効率よりも「各設定候補の評価に要する時間を削減する」といったランタイム効率が十分に検討されてこなかった点を強調している。
  • WAterは、チューニングをタイムスライスに分割し、各候補設定ごとに完全なワークロードを実行するのではなく、小さなクエリ集合のみを評価することで、ワークロード適応型のチューニングシステムを提案する。
  • WAterはランタイムプロファイリングを用いて、後続のスライスでより代表性の高いクエリ部分集合を選択し、評価コストを抑えつつ、完全ワークロード性能をより適切に近似することを目指す。
  • 各タイムスライスにおいてWAterは、元のワークロード上で最も有望な設定を測定し、最終的な選択が真の性能を反映することを保証する。
  • 実験結果では、最良の構成を見つけるためのチューニング時間が最大73.5%削減され、また強力な代替手法と比べて性能が最大16.2%向上することが報告されている。

Abstract

Selecting appropriate values for the configurable parameters of Database Management Systems (DBMS) to improve performance is a significant challenge. Recent machine learning (ML)-based tuning systems have shown strong potential, but their practical adoption is often limited by the high tuning cost. This cost arises from two main factors: (1) the system needs to evaluate a large number of configurations to identify a satisfactory one, and (2) for each configuration, the system must execute the entire target workload on the DBMS, which is both time-consuming. Existing studies have primarily addressed the first factor by improving sample efficiency, that is, by reducing the number of configurations evaluated. However, the second factor, improving runtime efficiency by reducing the time required for each evaluation, has received limited attention and remains an underexplored direction. We develop WAter, a runtime-efficient and workload-adaptive tuning system that finds near-optimal configurations at a fraction of the tuning cost compared with state-of-the-art methods. We divide the tuning process into multiple time slices and evaluate only a small subset of queries from the workload in each slice. Different subsets are evaluated across slices, and a runtime profile is used to dynamically identify more representative subsets for evaluation in subsequent slices. At the end of each time slice, the most promising configurations are evaluated on the original workload to measure their actual performance. Evaluations demonstrate that WAter identifies the best-performing configurations with up to 73.5% less tuning time and achieves up to 16.2% higher performance than the best-performing alternative.

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