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Gerenciando Dados no Mundo de Alta Velocidade dos Serviços Financeiros: Plataforma de Dados InterSystems IRIS

Financial Services

Plataforma de Dados InterSystems IRIS para Serviços Financeiros

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A plataforma de dados InterSystems IRIS® é uma tecnologia ideal para aplicativos de serviços financeiros de missão crítica de alto desempenho. Ela é otimizada para acomodar cargas de trabalho transacionais muito altas e um alto volume de consultas analíticas simultaneamente, sem incidentes ou degradação de desempenho, mesmo quando as taxas de mensagens e cargas de trabalho analíticas aumentam inesperadamente. Ela fornece maior eficiência de recursos e reduz custos em comparação com outras tecnologias, e não causa interrupções na infraestrutura de gerenciamento de dados existente.

No núcleo da InterSystems IRIS está um banco de dados multimodelo que oferece desempenho transacional e analítico rápido, sem sacrificar a escalabilidade, confiabilidade ou segurança. Sendo multimodelo, armazena dados relacionais, de objetos, documentos, valores-chave e multidimensionais em um nível de armazenamento persistente comum, numa mesma instância, sem qualquer replicação dos dados, possibilitando o acesso a qualquer informação armazenada diretamente pelas aplicações.

 

Alto Desempenho para Cargas de Trabalho Transacionais com Persistência Integrada

InterSystems IRIS apresenta um banco de dados de alta performance que oferece desempenho transacional igual ou melhor do que os bancos de dados em memória. Com persistência integrada, o armazenamento de dados permanente (persistido em disco) está sempre atualizado. Os dados não são perdidos quando uma máquina é desligada, eliminando a necessidade de qualquer recuperação de banco de dados ou esforços de reconstrução.

InterSystems IRIS se destaca na ingestão de dados, em parte devido a um mecanismo de gerenciamento de dados eficiente e de alta performance que permite o armazenamento eficiente e compacto de dados. Ao usar um modelo de dados multidimensional eficiente, com técnicas de armazenamento fragmentadas em unidades de processamento paralelas em nós (Shard), o acesso aos dados e as atualizações são realizados mais rapidamente, usando menos recursos e menos capacidade de disco. Além das APIs de acesso TCP/IP tradicionais, ela fornece APIs na memória e em processo, aumentando ainda mais o desempenho de ingestão.

 

Alto Desempenho para Cargas de Trabalho Analíticas

InterSystems IRIS também oferece uma ampla gama de recursos analíticos, incluindo suporte total a SQL, permitindo que organizações financeiras usem seus aplicativos baseados em SQL existentes, com poucas ou nenhuma alteração. Como o banco de dados os armazena em estruturas multidimensionais eficientes, os aplicativos SQL obtêm melhor desempenho do que os bancos de dados relacionais tradicionais. Ele fornece suporte nativo para todos tipos de dados importantes para o Setor Financeiro, incluindo objetos, documentos, dados de valor-chave e dados não estruturados.

Seu alto desempenho para cargas de trabalho analíticas também deriva de sua funcionalidade exclusiva para indexação em tempo real - indexação de bitmap transacional - que permite um desempenho extremamente rápido em consultas complexas em dados transacionais ativos. A maioria dos bancos de dados usa índices tradicionais que mantêm uma lista de IDs para valores em linhas ou objetos. Em contraste, os índices de bitmap contêm um bitmap separado para cada valor possível de uma coluna ou objeto. A vantagem dos índices de bitmap é que consultas complexas podem ser processadas, realizando operações booleanas sem pesquisar em todo o banco de dados, e aumentando os tempos de resposta para consultas que pesquisam grandes volumes de dados em 100 vezes ou mais.

No entanto, com a indexação de bitmap tradicional, a atualização dos índices pode ser lenta. Esses índices também podem exigir uma quantidade significativa de armazenamento, o que limita seu uso com bancos de dados, especialmente se eles precisam analisar dados transacionais em tempo real. A indexação de bitmap transacional exclusiva no InterSystems IRIS alavanca estruturas de dados multidimensionais para eliminar esses dois problemas. Consequentemente, atualizar os bitmaps é rápido, geralmente mais rápido do que os índices tradicionais, e as técnicas de compactação avançadas reduzem significativamente os requisitos de armazenamento. O resultado são bitmaps ultrarrápidos que podem pesquisar conjuntos de dados muito grandes e permitir que consultas analíticas incorporem dados “vivos” com alto desempenho em escala.

InterSystems IRIS também inclui um mecanismo de tempo de execução de aprendizado de máquina (ML) incorporado, que processa modelos de aprendizado de máquina nativamente no mecanismo de banco de dados. O objetivo é oferecer suporte à detecção de fraude, modelagem de portfólio, conformidade e outros casos de usos preditivos e prescritivos em tempo real, com o mais alto desempenho.

Por fim, InterSystems IRIS permite que os usuários executem consultas analíticas sofisticadas em conjuntos de dados muito grandes, incluindo a realização de joins complexos de tabelas que podem acessar dados distribuídos em nós ou shards distintos, com desempenho e eficiência extremamente altos, sem replicação dos dados. O resultado é que as organizações podem incluir mais dados em suas análises para dar suporte a aplicativos downstream e consultas analíticas ad hoc para obter insights novos e mais precisos, com alto desempenho e baixa utilização de recursos.

Esse recurso também é ideal para muitos aplicativos de back-office que requerem o processamento de conjuntos de dados muito grandes em janelas de processamento reduzidas, usando menos recursos de computação.

Esse recurso também é ideal para muitos aplicativos de back-office que requerem o processamento de conjuntos de dados muito grandes em janelas de processamento reduzidas, usando menos recursos de computação.

O InterSystems IRIS fornece os mais altos níveis de desempenho para cargas de trabalho transacionais e analíticas simultaneamente, em alta escala, sem comprometer o desempenho para qualquer tipo de carga de trabalho. Uma vez que o aumento dos volumes de solicitações amplia tanto as cargas de trabalho transacionais quanto as analíticas no sistema, a plataforma de dados deve escalar para lidar com o aumento das cargas de trabalho, sem enfrentar problemas de desempenho ou disponibilidade, especialmente durante períodos de volatilidade do mercado no setor financeiro. O InterSystems IRIS fornece vários recursos para suportar essas demandas:

  • 1. Enterprise Cache Protocol. Para alcançar desempenho e escalabilidade superiores de múltiplas cargas de trabalho, a InterSystems desenvolveu uma tecnologia exclusiva: Enterprise Cache Protocol (ECP). Um dos principais benefícios do ECP é que os recursos podem ser escalonados independentemente, com base no tipo de carga de trabalho (ou seja, processamento transacional ou analítico). O ECP coordena de maneira ideal o fluxo de dados em um ambiente de vários servidores, desde a ingestão até o consumo de dados. Ele permite acesso SQL completo a todos os dados no ambiente, sem replicá-los ou transmiti-los.
Figura 1: A maioria dos bancos de dados pode ser ajustada para inserções e atualizações ou para processamento de consultas. Enterprise Cache Protocol é uma tecnologia exclusiva que otimiza o processamento para estes tipos de cargas de trabalho em um único ambiente.

ECP permite que os servidores em um sistema distribuído funcionem como servidores de aplicativos e servidores de dados, e acessem dinamicamente dados de outros servidores (nós) como se fossem locais. A propriedade primária dos dados só precisa ser mantida por uma pequena porcentagem dos servidores do sistema. Se os requisitos analíticos aumentarem, mais servidores de aplicativos podem ser adicionados instantaneamente. Se a taxa de transferência do disco tornar-se um gargalo, mais servidores de dados podem ser adicionados e o banco de dados é particionado logicamente. Cada nó no sistema distribuído pode operar em dados que residem em seu próprio sistema de disco ou em dados transferidos para ele de outro servidor de dados pelo ECP. Quando um cliente faz uma solicitação de dados, o servidor de aplicativos tentará atender à solicitação de seu cache local. Se os dados não forem locais, ele os solicitará do servidor de dados remoto e os dados serão, em seguida, armazenados em cache no servidor de aplicativos local, onde se tornarão disponíveis para todos os aplicativos em execução nesse servidor. ECP gerencia automaticamente a consistência e a coerência do cache em toda a rede. O uso do ECP é transparente e não requer alterações no aplicativo ou técnicas especializadas. Os aplicativos simplesmente tratam todo o banco de dados como se fosse local.

 

  • 2. Técnicas sofisticadas de gerenciamento de memória. InterSystems IRIS utiliza técnicas sofisticadas de gerenciamento de memória para garantir alto desempenho e disponibilidade. A maioria dos bancos de dados em memória depende do sistema operacional para gerenciamento de memória e, portanto, pode esgotar os recursos dela durante períodos de altas cargas de trabalho. InterSystems IRIS solicita um bloco contínuo de memória do sistema operacional na inicialização e, a seguir, gerencia e otimiza a memória de maneira inteligente, independentemente do sistema operacional. É possível (e esperado) que, durante períodos de altas cargas de trabalho, a memória alocada possa ser totalmente consumida. Se isso ocorrer, InterSystems IRIS dispensa dinamicamente os dados menos usados recentemente, liberando memória e continua operando perfeitamente. Se alguns dados necessários não estiverem disponíveis na memória, ele simplesmente os recupera do disco.

 

  • 3. Otimização de cache. Ao contrário da maioria dos outros bancos de dados, que mantêm um cache separado para cada processo em execução em uma máquina, InterSystems IRIS mantém um único cache para cada máquina e permite que os processos em execução em seu próprio espaço de endereço de memória acessem os dados. Como vários clientes podem compartilhar um único cache, apenas uma cópia dos dados precisa ser mantida para cada máquina, resultando em requisitos de armazenamento reduzidos, E/S de rede reduzida e escalabilidade superior. Por exemplo, em um sistema baseado no InterSystems-IRIS de 250 máquinas, cada uma com oito núcleos, apenas 250 caches precisam se comunicar entre si para manter a coerência do cache. Em contraste, os sistemas que requerem um cache separado para cada núcleo precisariam coordenar entre 2.000 caches.

Os benefícios de desempenho e escalabilidade do InterSystems IRIS são incomparáveis, permitindo que as organizações processem cargas de trabalho transacionais e analíticas de forma eficiente simultaneamente, sem comprometer nenhum tipo, usando uma única plataforma, com os mais altos níveis de desempenho e confiabilidade, mesmo quando os volumes de transações aumentam.

Figura 2: Comparando InterSystems IRIS com bancos de dados em memória

Diminua o Custo Total de Propriedade

InterSystems IRIS fornece uma arquitetura única e consistente para trabalhar com vários tipos de dados e para processar cargas de trabalho transacionais e analíticas, eliminando a necessidade de aprender ou integrar várias tecnologias e abordagens. A plataforma também fornece um ambiente de desenvolvimento e manutenção de aplicativos altamente intuitivo, agilizando as implementações, simplificando a manutenção de aplicativos e permitindo que as empresas realizem mais com menos recursos, enquanto reduzem os custos de desenvolvimento e manutenção.

Seu uso altamente eficiente de recursos do sistema reduz a quantidade de infraestrutura necessária, especialmente em comparação com bancos de dados em memória, reduzindo significativamente os custos de infraestrutura.

Usando a tecnologia da InterSystems, uma empresa de serviços financeiros está experimentando uma redução superior a 50% nos custos operacionais enquanto aumenta a taxa de transferência, o desempenho e a confiabilidade, em comparação com seu sistema anterior baseado em SGBD em memória.

 

Segurança

Em aplicações de serviços financeiros, a segurança é absolutamente primordial, e a InterSystems IRIS fornece uma arquitetura de segurança simples e unificada com os seguintes recursos:

  • Oferece uma infraestrutura de segurança forte, consistente e de alto desempenho para aplicações.
  • Atende aos padrões de certificação.
  • Facilita a construção de recursos de segurança para os desenvolvedores em aplicativos.
  • Coloca um ônus mínimo no desempenho e nas operações.
  • Garante que o InterSystems IRIS possa operar efetivamente como parte de um ambiente seguro e que outras aplicações e InterSystems IRIS possam trabalhar bem em conjunto.
  • Fornece infraestrutura para gestão e execução de políticas.
  • A segurança é baseada em autenticação, autorização, auditoria e criptografia de banco de dados:• A autenticação verifica a identidade de todos os usuários.• A autorização garante que os usuários possam acessar os recursos de que precisam e nenhum outro.• A auditoria mantém um registro de eventos predefinidos do sistema e de aplicativos específicos.• A criptografia gerenciada protege as informações contra visualizações não autorizadas.Além de sua segurança geral, o InterSystems IRIS fornece segurança com granularidade de uma única linha. Com segurança em nível de linha, cada linha possui uma lista de espectadores autorizados, que podem ser usuários ou funções. A InterSystems IRIS também suporta o uso de SSL/TLS e fornece ferramentas para uma infraestrutura de chave pública (PKI).

 

Exemplos de Clientes

A tecnologia InterSystems é usada para alimentar uma ampla gama de aplicações de front, middle e back-office de alto desempenho em todo o setor de serviços financeiros. Por exemplo, é usado para processar até 15% das negociações de ações no mercado de capitais em todo o mundo e uma grande corretora depende dela para alimentar todo o seu conjunto de 3.000 processos de back office que suportam 11 milhões de contas de clientes. Exemplos que demonstram a capacidade de performance e escalabilidade da plataforma InterSystems IRIS.

Figura 3: Implementações de produção de plataforma de dados da InterSystems IRIA selecionadas em empresas de mercado de capitais

Gerenciamento de Pedidos de Transações de Alto Desempenho no mercado Global de Ações

Vejamos o case de um banco de investimento líder global com 50.000 funcionários e mais de US$ 1 trilhão em ativos sob gestão. Ele tinha requisitos conflitantes para que seu sistema de gerenciamento de pedidos de transações de negociações de posições no mercado de ações de alto desempenho lidasse de forma confiável com o aumento dos volumes de pedidos sem incidentes, ao mesmo tempo em que reduzia os custos de infraestrutura. O sistema distribuído globalmente deve acomodar bilhões de pedidos diários, com espaço suficiente para lidar com picos inesperados durante períodos de volatilidade do mercado. Simultaneamente, o sistema deve atender consultas analíticas de mais de 300 aplicativos em toda a organização.

O banco já havia usado um SGDM In Memory que experimentou sérios problemas de desempenho e disponibilidade durante períodos de cargas de pico. Nosso cliente migrou o aplicativo para a tecnologia InterSystems, resultando em aumento de 3-5x na produtividade, aumento de 10x no desempenho, com uma redução de 75% nos custos operacionais. Além disso, a instituição financeira agora é capaz de incluir mais dados em consultas analíticas em tempo real, em comparação com seu sistema anterior baseado em memória.

Com a implementação baseada no InterSystems, não há um único ponto de falha até agora. Cada componente funcional é linearmente escalável, e tem lidado com sucesso todos os dias de negociação – sem enfrentar problemas de desempenho ou disponibilidade.

 

Analítica em Data Lake Histórico e Dados Transacionais em Tempo Real

Um banco de investimento diferente, com mais de 35.000 funcionários e mais de US$ 800 bilhões em ativos sob gestão, tinha requisitos para analisar seus dados transacionais históricos e responder a consultas de usuários finais em milissegundos. O banco havia carregado 70 anos de dados históricos em um DataLake em Hadoop, mas não foi capaz de atender a todos os seus requisitos usando as capacidades de análise apenas em Hadoop.

Embora seu Data Warehouse existente fosse capaz de suportar consultas simples de SQL, ele não foi capaz de realizar as consultas SQL necessárias para correlacionar dados (por exemplo, via joins) para identificar novos relacionamentos e insights. Muitas das consultas excederam o rigoroso contrato de nível de serviço de desempenho (SLA) do banco de 200 milissegundos.

Nosso cliente implementou a tecnologia InterSystems para complementar seu Data Lake em Hadoop. Como resultado, agora é capaz de executar consultas SQL complexas mais rapidamente, incluindo joins complexos de tabelas. As consultas SQL tradicionais agora são executadas cinco vezes mais rápido em média, e todas as consultas são executadas em menos de 200 milissegundos, atendendo aos SLAs da empresa. Além disso, mais dados, incluindo os dados transacionais em tempo real, agora estão incluídos nas análises para fornecer insights novos e mais precisos.

 

Conclusão

Mais e mais empresas de serviços financeiros estão recorrendo à InterSystems IRIS para acompanhar os crescentes requisitos que desafiam esta indústria

É ideal para todos os aplicativos de front e middle-office de alto desempenho que devem processar transações e cargas de trabalho analíticas simultaneamente, em escala muito alta, com os mais altos níveis de confiabilidade e com um baixo custo total de propriedade.

Esse recurso também é ideal para aplicativos de back-office que requerem o processamento de conjuntos de dados muito grandes em janelas de processamento reduzidas, usando menos recursos de computação.

Para mais informações, visite
https://www.intersystems.com/br/industria/negocios/servicos-financeiros/

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