認識 Oracle Database In-Memory：架構、部署與最佳實踐

7月15日
讀畢需時 4 分鐘

文章撰寫：Daniel Hsu / 奧登資訊技術顧問

前言

Oracle Database In-Memory（簡稱 DBIM）是 Oracle 12c R1 起內建的雙格式儲存技術。它讓同一份資料同時以列格式（Row Format）與欄格式（Columnar Format）存在記憶體中，無需變更應用程式即可大幅提升分析查詢速度。

OLTP 交易走列格式，分析查詢自動走欄格式，兩者並行不悖，真正實現 HTAP（Hybrid Transactional/Analytical Processing）。

核心優勢：零應用程式修改，Oracle Query Optimizer 自動決定最佳查詢路徑，讓 OLTP 與分析查詢在同一資料庫中共存。

關鍵數據

100x

分析查詢速度提升（最高倍數）

10x

資料壓縮比（欄格式壓縮）

應用程式修改需求

核心架構

雙格式儲存設計（Dual-Format Architecture）

Oracle In-Memory 在 SGA（System Global Area）中劃出獨立的 IM Column Store（IMCS）區域，將資料以欄式格式（IMCUs）壓縮存放。

磁碟上的資料仍以傳統列格式儲存。當資料庫啟動後，標記為 INMEMORY 的物件會自動以欄格式載入至 IMCS，形成雙格式並存：

Buffer Cache

（列格式 Row Format）

• 適合 OLTP 交易（INSERT / UPDATE / DELETE）

• 點查詢（Point Query）效率最佳

• 每列包含所有欄位資料

IM Column Store

（欄格式 Columnar Format）

• 適合分析查詢（全欄掃描、GROUP BY、SUM）

• 利用 SIMD 向量化運算加速

• 每欄資料連續存放，壓縮率極高

IMCU（In-Memory Compression Unit）

IMCS 的基本儲存單元，每個 IMCU 儲存一個欄的一段資料範圍，並包含 Storage Index 記錄最大/最小值，讓掃描時可跳過不符合條件的 IMCU，大幅減少 I/O。

資料一致性保證

DML 操作發生時，Oracle 以 Transaction Journal 記錄變更，確保 In-Memory 資料不過期。背景進程（IMCO / Wnnn）負責非同步 repopulate IMCU，不影響前台交易效能。

如何啟用與使用

Oracle In-Memory 只需三個步驟即可啟用，整個過程無需修改應用程式 SQL。

步驟一：設定 In-Memory Column Store 大小

在初始化參數中分配 IMCS 空間。建議以目標資料量的 1/2 估算（壓縮後約縮小 2–10 倍）。

-- 設定 IMCS 大小（需重啟資料庫） ALTER SYSTEM SET inmemory_size = 10G SCOPE=SPFILE; -- 動態調整（12.2 以上支援，不需重啟） ALTER SYSTEM SET inmemory_size = 20G; -- 確認目前配置 SELECT pool, alloc_bytes/1024/1024 alloc_mb, used_bytes/1024/1024 used_mb FROM v$inmemory_area;

步驟二：將 Table / Partition 標記為 INMEMORY

以 DDL 指定哪些物件要載入記憶體，可選擇壓縮方式、優先級與欄位範圍。

-- 整張表（預設壓縮等級 FOR QUERY HIGH） ALTER TABLE sales INMEMORY; -- 指定壓縮等級與優先載入

ALTER TABLE orders I

NMEMORY MEMCOMPRESS FOR QUERY HIGH

PRIORITY CRITICAL; -- 僅載入特定欄位（節省空間） ALTER TABLE customers INMEMORY

NO INMEMORY (address, remarks); -- 針對單一 Partition ALTER TABLE sales

MODIFY PARTITION sales_2024

INMEMORY PRIORITY HIGH;

步驟三：監控載入狀態

透過系統視圖確認資料是否完整載入，以及查詢是否確實走 In-Memory 路徑。

-- 查看各物件載入狀態 SELECT segment_name, populate_status, bytes/1024/1024 orig_mb,

nmemory_size/1024/1024 im_mb,

bytes_not_populated/1024/1024 not_loaded_mb

FROM v$im_segments;

-- 確認查詢計畫走 In-Memory（TABLE ACCESS INMEMORY FULL）

EXPLAIN PLAN FOR

SELECT region, SUM(amount) FROM sales GROUP BY region;

SELECT * FROM TABLE(DBMS_XPLAN.DISPLAY);

壓縮等級比較

Oracle 提供多種 MEMCOMPRESS 等級，在查詢效能與記憶體節省之間取得平衡：

壓縮等級	壓縮比	查詢速度	適用情境
FOR DML	~2x	最快	高頻 DML 表
FOR QUERY LOW	~4x	快	一般分析查詢
FOR QUERY HIGH（預設）	~6x	快	大多數情境推薦
FOR CAPACITY LOW	~8x	中	記憶體受限環境
FOR CAPACITY HIGH	~10x	較慢	極大資料集