Was ist SAP HANA?

Vielen Lesern ist SAP HANA sicherlich ein Begriff. Dieser fällt vor allem in Diskussionen über die Zukunftsausrichtung eines Unternehmens und die Frage, ob systemtechnisch auf SAP HANA und die angepriesene gesteigerte Leistung gesetzt werden soll. Trotzdem wissen viele nicht, was sich hinter SAP HANA genau verbirgt. Mit diesem Artikel wollen wir einen Grundstein legen und in einer Reihe von Blogartikeln Klarheit schaffen.

Klären wir zunächst einmal den Begriff HANA: Dieser ist die Abkürzung für ‚High Performance Analytic Appliance‘. Von SAP gibt es einige Produkte, die HANA im Namen tragen wie beispielsweise S/4HANA und BW/4HANA. In diesem Blogpost schaffen wir zunächst eine Wissengrundlage und erläutern die HANA Datenbank (DB).

Einfach gesprochen ist die SAP HANA eine Datenbank, welche von SAP in Zusammenarbeit mit dem Hasso-Plattner-Institut und der Standford Universität entwickelt wurde. Wie der Begriff ‚Appliance‘ nahelegt, ist die Datenbank das Ergebnis von verschiedenen, gekoppelten Hardware- und Software-technischen Entwicklungen. Das technische Konzept wurde 2019 im Paper ‚A Common Database Approach for OLTP and OLAP Using an In-Memory Colum Database‘ veröffentlicht.  Die Abkürzungen im Titel stehen dabei für Online-Transaction-Processing (OLTP) sowie Online Analytical Processing (OLAP) und beziehen sich auf die Transaktionsverarbeitung beziehungsweise die Analyse der Daten.

Ein Unterschied zwischen einer SAP HANA DB und einer bis dato üblichen relationalen Datenbankist die eingesetzte In-Memory Technologie. Dahinter verbirgt sich der Ansatz, Daten im Hauptspeicher vorzuhalten, wodurch schnellere Zugriffe auf diese möglich sind.

Dies ist mit ein Grund, warum ‚HANA‘ vor allem mit gesteigerter Performanz in Verbindung gebracht wird. Darüber hinaus ist die entwickelte Datenbank im Stande, sowohl OLAP und OLTP Prozesse effizient auszuführen. Ein Novum, welches später mit der Bezeichnung HTAP einen Namen bekam und als zukunftsweisend für Geschäftsanwendungen angesehen wird. HTAP steht dabei für ‚Hybrid Transaction / Analytical Processing‘ (HTAP) und wurde 2014 von Gartner eingeführt. Generell bezeichnet HTAP eine Plattform, welche in der Lage ist, transaktionale und analytische Funktionen auszuführen. Die HANA DB und die damit verbundene Plattform (Applikationsserver) gelten als Standardtechnologie für zukünftige SAP-Produkte.

Kern der Datenbank und wesentlicher Katalysator ist das In-Memory Datenverwaltungskonzept im Hauptspeicher. Dies ist durch die Entwicklung von kostengünstigeren Speichermedien bei zugleich gesteigerter Kapazität möglich.

Um jedoch mit dem Datenvolumen der Geschäftsdaten umzugehen, benötigt es zusätzlich Komprimierungsverfahren. Der verwendete Lösungsansatz spiegelt sich in der Organisation der Datenbanktabelle wider; diese ist bei SAP HANA DB im Spaltenlayout ausgerichtet. Diese Ausrichtung ermöglicht es, effektive Komprimierungsmethoden anzuwenden und den Speicherbedarf stark zu reduzieren. In diesem Zusammenhang wird auch von einem transponierten Datenbanktabellenzugriff gesprochen. Zum Vergleich: wird horizontal auf die Daten zugegriffen, bezeichnet man dies als transaktionalen Zugriff. In analytischen Szenarien ist vorwiegend der vertikale Zugriff erforderlich.

Infolgedessen können weitere Leistungssteigerungen erzielt werden, indem man sich das Paradigma der Parallelisierung zu Nutze macht.  Besonders in Analyse-Szenarien überzeugt die HANA DB, da sich die Anfragen in der Regel auf wenige Spalten beziehen, diese jedoch vollständig gelesen werden müssen. Da sich die benötigten Daten aufgrund der Spaltenorientierung der Datenbanktabelle hintereinander im Speicher befinden, können diese schnell gelesen und in Berechnungen verwendet werden.

In diesen Anwendungsszenarien kommt ebenfalls die Code-Pushdown Methode zum Tragen. Der Pushdown verfolgt dabei das Code-to-Data Paradigma, bei welcher die Berechnung der Anfrage bereits auf der Datenbankschicht ausgeführt werden. Das Gegenteil stellt das Data-to-Code Paradigma dar, bei welchem die Berechnungen von der Anwendung durchgeführt wird. Die Leistungssteigerung des Pushdown beruht dabei vor allem auf der Reduktion der bewegten Datenmengen. Lesen Sie hierzu auch unseren Beitrag AMDP und HANA SQL Script, welcher das Code-Pushdown Paradigma in Bezug auf HANA SQL Script erläutert.

Bisher haben wir sehr einseitig von den Technologien und Methoden der SAP HANA DB gesprochen, von denen vor allem OLAP Anfragen profitieren. Wie eingangs erläutert, muss in den OLTP Szenarien jedoch kein Trade-off eingegangen werden. Zu den alltäglichen Operationen auf einer Datenbank gehört das Einfügen, Abändern oder Löschen von (neuen) Datensätzen. Doch wie geht die HANA DB damit um, wenn diese auf die Analyse optimiert zu sein scheint? Durch den Einsatz des sogenannten Delta-Stores ist die HANA DB ebenfalls mächtig, wenn es um Prozeduren auf transaktionaler Ebene geht. Der Delta-Store ist eine kleinere, zeilenorientierte Datenbank, die alle transaktionalen Operationen aufzeichnet. In regelmäßigen Intervallen werden diese Daten mit der Hauptdatenbank synchronisiert.