KAIST, 최대 280배 성능 높인 DB 통합 시스템 '키마이라' 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 전산학부 김민수 교수 연구팀이 관계형 DB와 그래프 DB를 완전 통합해 그래프-관계형 질의를 한층 효율적으로 실행할 수 있는 새로운 데이터베이스(DB) 시스템 '키마이라(Chimera)'를 개발했다고 8일 밝혔다.

키마이라는 국제 성능 표준 벤치마크에서 기존 시스템 대비 최소 4배에서 최대 280배 빠른 질의 처리 성능을 입증하며 세계 최고 수준을 기록했다.

기존 관계형 DB와 달리, 그래프 DB는 데이터를 정점(노드)과 간선(연결선)으로 표현하는 구조를 가져 사람·사건·장소·시간처럼 복잡하게 얽힌 정보를 분석하고 추론하는 데 강점을 지닌다.

이런 특징 덕분에 최근에는 인공지능(AI) 에이전트·SNS·금융·전자상거래 등 다양한 분야에서 활용이 빠르게 확산되고 있다.

이와 함께 관계형 DB와 그래프 DB 간의 복합 질의 처리 수요가 커지면서, 관계형 질의 언어(SQL)에 그래프 질의 기능을 확장한 신규 표준 언어 'SQL·PGQ'도 제안됐다.

다만 탐색 단계가 깊어질수록 성능이 급격히 떨어지거나 규모가 커지면 메모리 부족으로 실행이 실패하는 등 한계가 있었다.

키마이라는 데이터베이스의 저장 계층과 질의 처리 계층을 모두 새롭게 설계해 문제를 해결했다.

연구팀은 우선 그래프 전용 저장소와 관계형 데이터 저장소를 함께 운영하는 '듀얼 스토어 구조'를 도입했다. 여기에 그래프 탐색과 관계형 연산을 동시에 처리하는 '탐색-조인 연산자'를 적용해 복잡한 연산을 단일 체계에서 효율적으로 실행할 수 있도록 했다.

그 결과 국제 성능 표준 벤치마크에서 기존 시스템 대비 최소 4배에서 최대 280배 빠른 성능을 기록하며 세계 최고 수준을 입증했다.

그래프 데이터의 규모가 아무리 커져도 메모리 부족으로 인한 질의 실패가 발생하지 않고, 데이터 최신성 측면에서도 지연 문제가 없었다.

김 교수는 "앞으로 AI 에이전트·금융·전자상거래 등 다양한 산업에서 널리 쓰일 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구에는 전산학부 이건호 박사과정이 제1저자로, 김민수 교수의 창업기업 ㈜그래파이의 박정호 엔지니어가 제2저자로 참여했으며, 김 교수가 교신저자를 맡았다.

연구 성과는 데이터베이스 분야 국제학술대회 VLDB에서 발표됐다.

jongseo12@news1.kr