SAP HANAについて

1. SAP HANA とは

SAP HANAとは、これまでのSAP ERP Central Component 6.0(ECC6.0)で用いられていたような、データをSSDやハードディスクに保存していたデータベースとは異なり、メモリーに保存するマルチモデルデータベースのことを指します。
カラム指向型のインメモリーデータベース設計では、高度なアナリティクスと高速トランザクションを 1つのシステムで並行して実行できます。ゼロに近いレイテンシーで大量のデータを処理し、データを非常に短時間で照会できるようになり、真のデータ主導型の企業へ変革できます。メインメモリーのカラム型テーブルにデータを格納し、オンライン分析処理 (OLAP) とオンライントランザクション処理 (OLTP) を統合するという点で、SAP HANA は独自であり、現在販売されているどのデータベース管理システム (DBMS) よりも大幅な高速化を実現しています。

 

SAP HANA は、2010 年に発売されました。新しい成熟したソリューションであり、世界中の何万ものユーザーに使用されています。しかし、SAP HANA は単なるデータベース以上の存在です。SAP HANA はデータベースサーバーとして機能し、アプリケーションから要求されたデータを保存や取得するだけでなく、構造化/非構造化を問わず、あらゆるタイプのデータに対し、高度な検索、分析、データ統合機能を提供します。また、アプリケーションサーバーとしても機能し、リアルタイムデータ、インメモリーコンピューティング、機械学習テクノロジーをベースに、スマートなインサイト主導型アプリケーションを作成できます。

これらの機能は、クラウドとオンプレミスの両方で使用することができます。SAP HANA は、複数のデータ管理機能を組み合わせ、1つのシステムからあらゆる種類のデータを瞬時に利用できるようにすることで、IT 業務をシンプル化し、ビジネスのイノベーションを支援し、デジタルトランスフォーメーションを促進します。

2. SAP HANAはなぜ高速であるのか

メモリー上のデータにアクセス

従来のデータベースはSSDなどにアクセスするディスクの性能によって、速度がボトルネックになってしまうことがあります。
SAP HANAはディスクの性能に依存せず、前述の通り、メモリー上のデータに高速にアクセスできるためです。

分析処理とトランザクション処理の工夫

SAP HANAは、SAPユーザーにとって慣れ親しんだ、一般的なリレーショナルDBの表（テーブル）形式で参照可能です。よって、従来通りの操作でDB設計やアプリケーション（SQL）開発が可能です。しかし、データベース内部のデータ格納方式には特徴があり、高速処理を実現することができます。
表データをメモリー上のデータ格納単位毎にSAP HANAが自動で配置します（ユーザーは意識する必要はありません）。そして、データ処理特性に応じてデータ格納方式を選定します。また、カラムストアの場合、分析対象データに効率的にアクセスし、冗長なデータに対し高圧縮をかけます。これにより、高速処理を実現します。
大量のデータ更新時には、従来のデータベースではアクセスが顕著に遅くなりがちでした。しかし、SAP HANAでは、データ読込専用メモリー、データ更新専用メモリー領域によるトランザクション処理を実装することで、データ更新時も高速処理を可能とします。

先端のCPUテクノロジーを活用

サーバーCPUの技術は年々向上しています。そのひとつがSingle Instruction Multiple Data(SIMD）です。
SIMDとは、1つの命令で同時に複数のデータを並列に処理する方式です。従来のデータベース処理では、例えば「取引先＝テスト株式会社」の問合せ条件であれば、1件ずつのデータから「テスト株式会社」の確認処理を繰り返します。しかし、SAP HANAでは、SIMDの活用により複数のデータを一括処理するため、一度に「テスト株式会社」を並列処理で確認できます。これにより、処理の高速化を実現しています。

3. SAP HANAメリット10点

完全性

データベースサービス、高度な分析処理、アプリケーション開発、およびデータ統合機能を搭載しています。

スピード

大規模な本稼動アプリケーションにおいて 、SAPによりますと、約1 秒未満でクエリーに応答でき、従来のデータベースと比べ約3600倍、約35億のスキャン数／秒（1 コアあたり）、約1,500万の集計/秒(1コアあたり)が可能になっています。

多機能

ハイブリッドトランザクション/分析処理、および多くのデータタイプをサポートしています。

効率性

データ重複の排除、高度な圧縮、およびデータサイロ(企業のあるグループによって保有されるデータのうち、他のグループからは容易に、または全くアクセスできないデータ)の削減により、データフットプリントの縮小を実現しています。

パワフル

超並列処理 (MPP) データベースを使用した、大規模データセットの高速クエリーを実現しています。

拡張可能性

分散環境でデータ量と同時ユーザー数に応じて、容易に拡張可能です。

柔軟性

パブリッククラウドまたはプライベートクラウド、複数のクラウド、オンプレミス、またはハイブリッドシナリオでの導入が可能です。

簡易性

高度なデータ仮想化により、すべてのデータへの単一のゲートウェイを提供しています。

インテリジェント

組み込みの機械学習 (ML) によるアプリケーションとアナリティクスの強化をしています。

安全性

包括的なデータとアプリケーションに対するセキュリティ、安全なセットアップなどを提供しています。

4. SAP HANAの永続化について

前述の通り、SAP HANAはメモリー上に存在するデータベースで、従来のデータベースより高速であることを説明しました。しかし、「メモリー上に存在するデータベースは、障害が発生した場合に弱いのではないか？」といったところや、「メンテナンス時にデータはどうなるのか？」といったような疑問を持たれた方もいらっしゃるのではないでしょうか。

SAP HANAはメモリー上だけではなく、データを永続化する仕組みが備わっているので、障害に弱いことや、メンテナンス時に困るなどといった事象は発生しません。では、どのような仕組みでデータの永続化を行っているのかを説明していきます。

セーブポイント

SAP HANAは5分に一度セーブポイントという処理が行われます。これは自動的に行われる処理で、この処理により、ディスクにデータを書き出すという形でデータが永続化できます。ただし、毎回すべてのデータをディスクに保存するわけではありません。前回のセーブポイントから変更があった部分のみディスクに保存されます。そのため、ディスクへの書き込みを最小限に抑えた上で、SAP HANAのデータをディスクに保存することができます。

スナップショット

スナップショットも、SAP HANAのデータを永続化する手段の一つです。セーブポイントは一定周期で自動的にデータのバックアップが行われますが、スナップショットはコマンドや特定のイベント発生時に作成されます。また、セーブポイントは前回保存時との差分を更新するというものでしたが、スナップショットはSAP HANAが持っているデータを丸ごとバックアップします。また、一度保存されたものが更新されることはなく、管理者が意図的に削除するか、SAP HANAを削除するまで保持されます。

ディスクを使用した永続化の理由

• ディスクを使用した処理は高速ではありませんが、以下の理由で永続化の処理を行っています。
• メンテナンス時など、サーバーの再起動が必要な操作があるため。(SAP HANAはインメモリーデータベースであるため、シャットダウンを行うとデータが消えてしまいます。)
• 人的ミスによる障害から復旧するため
• ハードウェア、ソフトウェア障害などから復旧するため
• ランサムウェアなどへのリスク対応のため
• 自然災害などからの復旧のため

 

5. SAP HANA のアーキテクチャー

データベース設計

インメモリーでカラム型の超並列処理データベース

SAP HANA は、単一プラットフォームで単一のデータインスタンスを使用し、トランザクションワークロードと分析ワークロードを実行します。データを高速メモリーに格納し、カラムに整理し、パーティション化して、複数のサーバーに分散します。これにより、コストのかかるフルテーブルスキャンを回避し、集約データよりも効率的に高速クエリーを実行できます。

ACID 準拠

原子性、一貫性、独立性、耐久性 (ACID) 標準のすべての要件への準拠をサポートしています。

マルチテナント

複数のテナントデータベースを 1つのシステムで実行し、同じメモリーとプロセッサーを共有することができます。セキュリティと制御を最大限に高めるために、
各テナントデータベースとそのデータベースユーザー、リポジトリー、カタログ、データファイル、ログファイルは完全に独立しています。

多階層ストレージおよび永続メモリーのサポート

ストレージのパフォーマンスとコストを最適化するため、各種ソフトウェアソリューションでマルチ温度データ（ホット、ウォーム、コールド）を管理しています。SAP HANA のネイティブストレージ拡張は、メモリーと SAP HANA Cloud Data Lake などの永続ストレージとの間のデータをインテリジェントに管理するための組込機能になっています。

スケーリング

テラバイト規模のデータを、単一サーバーでサポートします。また、クラスター内の複数のサーバーにシェアードナッシングアーキテクチャーを実装することで、さらに拡張可能です。ルールに基づき、これらのサーバー間で大規模テーブルを自動的に分散しています。

データベース管理

データモデリング

SAP HANA のインメモリーテクノロジーにより、アプリケーション開発者またはモデラーは、仮想データモデルを使用して従来のモデリングを再検討することができます。グラフィカルなモデリングツールによって、ステークホルダー間のコラボレーション、複雑なビジネスロジック、リアルタイムなデータ変換を実行するためのモデル作成が容易になりました。

ストアドプロシージャー

SAP HANA にはストアドプロシージャーを作成するためのネイティブ言語があり、高度な機能を使用し、データベース内で実行される複雑なロジックを開発できます。

管理

プラットフォームライフサイクルの管理、パフォーマンスの管理、および起動・停止・再起動・バックアップ・リカバリーなどの管理と自動化のための包括的なツールが用意されています。

セキュリティ

プライバシーを保護しながらデータから価値を引き出すための、独自のリアルタイムデータ匿名化機能があります。認証、ユーザー管理、および承認の強固なプロトコルによって、閲覧と利用を許可したデータのみをユーザーに見せることができます。

高可用性と障害回復

SAP HANA は幅広いサービスレベルに対応するために、バックアップ、ストレージミラーリング、同期、非同期、マルチターゲットシステム複製、ホットスタンバイ、自動再起動、自動フェイルオーバーなど数々の手法を使用し、高可用性と障害回復をサポートしています。

アプリケーション開発

SAP HANA 拡張アプリケーションサービス

組み込みのアプリケーションサーバーです。REST や OData などのサービス、およびオンプレミス、クラウド、モバイルデバイスで実行できる Web ベースのアプリケーションを開発することができます。

レスポンシブ Web アプリケーション

SAP HANA には、レスポンシブ Web アプリケーションを開発するための、SAP Fiori UI ベースの HTML5 および JavaScript フレームワークが含まれています。レスポンシブ Web アプリケーションは、あらゆるデバイスで動作し、画面のサイズに自動的に適合し、すべてのタッチポイントで一貫性のあるルックアンドフィールを提供します。

クライアントアクセス

他のアプリケーションプラットフォームや他の言語（例えば JavaScript、Python、Javaなど）から SAP HANA にアクセスするための、多数のクライアントライブラリーが用意されています。

アプリケーションライフサイクル管理

アプリケーションの構築とパッケージ化、開発フェーズからテストフェーズ、本稼動フェーズへの移行、およびデプロイとアップグレードをサポートします。

アプリケーション開発ツール

オンプレミスおよびクラウドでのデータモデリングと、アプリケーション開発用の軽量な開発ツールが用意されています。また、ABAP プログラミング言語には、SAP アプリケーションの拡張機能を作成するために最適化された機能が含まれています。

高度なアナリティクス

検索

SQL を使用し、複数のカラムおよびテキストコンテンツから、すばやくテキストを検索できます。多数の言語で、全文検索と高度なあいまい検索の両方を実行できます。

空間処理

SAP HANA は、空間データ型と空間関数をネイティブでサポートしています。空間処理は、位置情報取得可能なコンテンツの保存、照会、およびアクセスを行うオープン標準を使用して SQL で行われます。

グラフ

プロパティグラフを使用して、密接な関係があるデータを保存および処理できます。テキスト、予測、空間、ドキュメント (JSON)、および標準リレーショナルデータ構造など、SAP HANA の高度な分析処理機能をグラフデータ処理と統合しています。

ストリーミング分析

ストリーミングデータの保存、照会、ストリーミングデータへの機械学習 (ML) の適用により、一定期間の傾向を探ります。ストリーミングデータのデータソースとしては、センサー、プラント設備、モノのインターネット (IOT) デバイスなどがあり、データは時系列で生成されます。

データ仮想化

データの統合と複製

SAP HANA には、様々なデータ統合シナリオに対処するための広範な機能が用意されています。ETL（抽出/変換/ロード）や ELT、リアルタイムデータ複製、データ変換、バルクロード処理、標準装備のデータ品質、エンリッチメントサービスなどの機能があります。

データフェデレーション

データフェデレーションを使用し、リモートのデータソース（外部のクラウドネイティブソース、Apache Hadoop、その他のデータベース等）に対し、リアルタイムでクエリーを実行します。

キャッシング

データをキャッシュし、リモートのデータソースに対する連携クエリーを最適化できます。キャッシングを適用するソース、構造、キャッシュを更新する方法やタイミングを制御します。

 

6. SAP HANA の歴史

2000 年代半ば、SAP の共同創業者であるハッソ・プラットナー氏は、一つのミッションを進めていました。
トランザクションデータと、分析データを処理できるデータベースを開発し、ビジネス上のあらゆる問題にリアルタイムで対処できるようにしたいと考えました。そして、2010 年に SAP HANA が誕生し、2020年の時点で約31,000 社を超える企業に SAP HANA が利用されています。SAP HANA誕生からの歴史は以下の通りです。

2010 年 –

SAP HANA が発表され、同年 11 月、厳選された企業に対し、プレリリースバージョンが出荷されました。初の公式バージョンである SAP HANA 1.0 は、10 社の本稼動顧客の実績がありました。

2012 年 –

SAP は、クラウドコンピューティング向け製品である SAP HANA Cloud PaaS (Platform-as-a-Service) のリリースを発表しました。SAP HANA は 345 社の顧客を獲得し、SAP 史上で最も成長の速い製品となりました。

2013 年 –

SAP HANA のマネージドプライベートクラウドオファリングを提供する 、SAP HANA Enterprise Cloud (HEC) サービスのリリースが発表されました。2020年時点で、約3,000 社のお客様および 52 万人を超えるエンドユーザーに利用されています。

2014 年 –

SAP は約12.1 ペタバイト (PB) の最大データウェアハウスとして、ギネス世界記録を更新しました。
この容量があれば、すべての大学および研究図書館の全出版物（2 ペタバイト）の 6 倍以上を保存できます。

2015 年 –

Forrester の「The Forrester Wave™: In-Memory Database Platforms、 Q3 2015」でリーダーに認定されました。そして、SAP HANA プラットフォーム専用の SAP HANA 2.0 および SAP S/4HANA ERP システムがリリースされ、データベースへと新規ユーザーを呼び込みました。

2016 年 –

この年、SAP HANA 2.0 が一般向けに出荷され、SAP BW/4HANA データウェアハウスソリューションが発売されました。

2017 年 –

新たな「Forrester Wave™: Translytical Data Platforms、 Q4 2017」で、SAP HANA がトランザクション、オペレーション、アナリティクスなど多くのタイプのワークロードを、リアルタイムで同時にサポートする統合データプラットフォームのリーダーに認定されました。

2018 年 –

Intel との共同イノベーションにより、SAP は Intel® Optane™ 永続メモリー向けに最適化された、世界初の主要なデータベースになりました。

2019 年 –

SAP の次世代の Data Platform as a Service (DPaaS) として 、SAP HANA Cloud が発表されました。SAP HANA は、SAP のハイパースケーラーパートナーの、すべてのプラットフォーム上で動作します。

2020 年 –

SAP HANA は 、発売から10 周年になりました。SAP HANA の次世代イノベーションを実現するため、SAP HANA Cloud が発売されました。

 

7. SAP HANA で実行されているソリューション

今ではSAP の数多くの主力製品が、SAP HANA 上で動作します。以下は、SAP HANA を基盤とする最高水準のソリューションの例です。さらに、SAP のパートナーと導入企業の広範なネットワークで、SAP HANA の機能を活用して、固有のビジネスニーズを満たすカスタムソリューションも開発されています。

SAP S/4HANA

SAP S/4 HANAは、旧世代のERP製品であるSAP ERPに代わる次世代ERP製品です。

SAP Data Intelligence

SAP Data Intelligence Cloud は、包括的なデータ管理ソリューションです。SAP Business Technology Platform のデータオーケストレーションレイヤーとして、分散データから有用なインサイトを引き出して、イノベーションとビジネスの成長を支援します。

SAP Data Warehouse Cloud

SAP Data Warehouse Cloud は、従来のデータウェアハウジングを超え、エンタープライズアナリティクスとプランニングのためのマルチクラウド、複数ソースのビジネスセマンティックサービスを提供します。

SAP Analytics Cloud

SAP Analytics Cloud は、SAP Business Technology Platform 内のアナリティクスと、プランニングのソリューションとして、企業全体にわたる信頼性の高いインサイトと、統合されたプランニングプロセスをサポートし、迷わず意思決定を行えるよう支援します。

 

8. 導入事例

SAP社によりますと、例えば日本では以下の企業の導入実績があります。

凸版印刷株式会社

凸版印刷は、事業ポートフォリオ変革と新事業創出に資する、DX推進の基盤として 、SAP S/4HANA、SAP HANA Enterprise Cloud 、SAP Business Technology Platform を採用しました。DX 関連事業の加速、国内外のグループシステム統合による全体最適化、高度な人材育成を推進しています。

ヨネックス株式会社

ヨネックスは、1946 年創業の世界的なスポーツ用品メーカーです。トップアスリートが愛用するバドミントン用品やテニス用品を始め、ゴルフ用品、スノーボード用品、ウォーキングシューズ、アスレチックウェア、ランニングシューズ、ロードバイクなどの製造販売を行っています。10 年以上国産パッケージソフトにスクラッチ開発を重ねて運用していましたが、海外を含めたサプライチェーンの強化や業務の標準化・効率化などを実現するため、グローバル経営基盤に SAP S/4HANA と SAP HANA Enterprise Cloud を、リアルタイムな経営情報分析のために SAP Analytics Cloud を採用しました。グローバルサプライチェーン強化のための DX 推進を目指します。

KODAK合同会社

KODAK合同会社は、どこでも人々や企業が自分をイメージで表現できるよう支援しています。KODAK合同会社は、ビジネス顧客と、製品やサービスを結び付けるために、SAP ソリューションによるデジタルトランスフォーメーションを開始し、企業間取引 (B2B) e コマースをシンプル化し、売上を向上させました。

 

9. まとめ

上記をまとめますと、SAP HANAとは、以下の通りになります。

1. SAP HANAは、インメモリーデータベースと呼ばれる、メモリーを活かしたデータベースです。
2. 従来のデータベースよりも、大幅に高速で動作します。
3. 豊富なバックアップの機能が備わっています。
4. 更に、バックアップを取るだけではなく、復旧も視野に入れた機能が備わっています。
5. SAP HANAは永続化技術により、高速なだけではなく、障害にも強いデータベースになっています。

以上となります。ご高覧いただきありがとうございました。