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Nähe zwischen Daten und Rechenressourcen Was ist Datenlokalität / data locality?

Von Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber 2 min Lesedauer

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Datenlokalität ist ein Prinzip aus dem Bereich der Informationstechnik. Es kommt bei der Datenverarbeitung zum Einsatz und besagt, dass zwischen den Daten und den Rechenressourcen eine räumliche (oder zeitliche) Nähe bestehen sollte. So lassen sich die Effizienz und Geschwindigkeit der Datenverarbeitung steigern.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.(Bild: © aga7ta - Fotolia)
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Der englische Begriff für Datenlokalität lautet data locality. Bei der Datenlokalität handelt es sich um ein Prinzip, das im Bereich der Informatik und IT Anwendung findet.

Unter Datenlokalität versteht man die räumliche oder die zeitliche Nähe zwischen den zu verarbeitenden Daten und den hierfür notwendigen Rechenressourcen. Je mehr Nähe zwischen den Daten und den Rechenressourcen besteht, desto effizienter und schneller lassen sich die Daten verarbeiten.

Datenlokalität lässt sich herstellen, indem beispielsweise die Daten direkt in der Nähe der Recheneinheit vorgehalten werden oder die Berechnungen in die Nähe der IT-Systeme verschoben werden, in denen die zu verarbeitenden Daten zu finden sind. Da der Rechencode in der Regel kleiner ist als die zu verarbeitende Datenmenge, ist es effizienter, den Rechencode zu den Daten zu verschieben als die Daten zum Rechencode. Dadurch, dass keine großen Datenmengen über eine Datenverbindung zu den Rechenressourcen transferiert werden müssen, lassen sich Datenübertragungsbandbreiten einsparen und Latenzzeiten verkürzen.

Das Prinzip der Datenlokalität ist in vielen modernen Datenverarbeitungsarchitekturen und verteilten Systemen berücksichtigt. Vor allem für eine effiziente und schnelle Verarbeitung großer Datenmengen, wie sie im Big-Data-Umfeld notwendig ist, ist Datenlokalität von zentraler Bedeutung. Es gibt aber auch Szenarien, in denen sich das Prinzip der Datenlokalität nur eingeschränkt oder gar nicht anwenden lässt oder kein Effizienzgewinn dadurch erzielt wird.

Technisch lässt sich Datenlokalität beispielsweise mithilfe von Caching-Mechanismen oder durch Konzepte wie Edge-Computing herstellen.

Räumliche und zeitliche Datenlokalität

Ist von Datenlokalität die Rede, ist in der Regel die räumliche Nähe zwischen den zu verarbeitenden Daten und den Rechenressourcen gemeint. Diese Datenlokalität lässt sich durch die physische Nähe zwischen der Datenvorhaltung und den Computing-Einheiten realisieren. Datenlokalität kann sich aber auch auf eine zeitliche Nähe beziehen. In diesem Fall ist gemeint, dass Daten, die gerade verarbeitet wurden, mit einer höheren Wahrscheinlichkeit auch für zukünftige Datenverarbeitungsvorgänge wieder benötigt werden als über längere Zeiträume völlig ungenutzte Daten. Durch das Zwischenspeichern der vor kurzer Zeit verwendeten Daten, beispielsweise durch Caching-Systeme, lassen sich die Effizienz und Performance der Datenverarbeitung steigern.

Vorteile durch Datenlokalität

Durch die Beachtung des Prinzips der Datenlokalität lassen sich viele Vorteile erzielen. Typische Vorteile sind:

  • effizientere und schnellere Datenverarbeitungsvorgänge,
  • höherer Berechnungsdurchsatz,
  • Reduktion des Netzwerkverkehrs und Vermeidung von Netzwerküberlastung,
  • niedrigere Latenz,
  • bessere Ressourcenauslastung,
  • Kosteneinsparungen durch Effizienzgewinne.

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