壓縮編碼

Raw 編碼是下列資料欄的預設編碼：指定為排序索引鍵的資料欄，以及定義為 BOOLEAN、REAL 或 DOUBLE PRECISION 資料類型的資料欄。系統使用 Raw 編碼，以原始、未壓縮格式來儲存資料。

AZ64 是 Amazon 設計的專屬壓縮編碼，旨在實現高壓縮比並改善查詢處理能力。AZ64 演算法的核心是壓縮更小的一組資料值，並使用單指令、多資料 (SIMD) 指令進行並行處理。使用 AZ64 為數字、日期及時間資料類型節省大量儲存空間並實現高效能。

當搭配下列資料類型使用 CREATE TABLE 及 ALTER TABLE 陳述式，來定義資料欄時，您可以使用 AZ64 做為壓縮編碼：

在 byte dictionary 編碼中，唯一值的個別字典是針對磁碟上資料欄值的每個區塊而建立的。(Amazon Redshift 磁碟會佔用 1 MB。) 字典最多可包含 256 個一元位元組值，其會以索引形式儲存至原始資料值。如果在單一區塊中儲存超過 256 個值，則額外的值會以原始、未壓縮格式寫入至區塊。對於每個磁碟區塊都會重複此程序。

這種編碼對低基數字串資料欄非常有效。當資料欄的資料網域少於 256 個唯一值時，這是最佳的編碼。

對於字串資料類型 (CHAR 和 VARCHAR) 使用 BYTEDICT 編碼的資料欄，Amazon Redshift 會執行向量化掃描和述詞評估，直接對壓縮資料進行操作。這些掃描會使用硬體專屬的單一指示和多重資料 (SIMD) 指示進行平行處理。這會顯著加快字串資料欄的掃描速度。如果 CHAR/VARCHAR 資料欄保存長字元字串，則 Byte-dictionary 編碼特別節省空間。

假設資料表具有資料類型為 CHAR(30) 的 COUNTRY 資料欄。載入資料時，Amazon Redshift 會建立字典。並在 COUNTRY 資料欄填入索引值。字典包含已建立索引的唯一值，而且資料表本身只包含對應值的一位元組下標。

下表代表 COUNTRY 資料欄的字典。

下表代表 COUNTRY 資料欄中的值。

此範例中的合計壓縮大小計算如下：6 個不同項目儲存在字典 (6 * 30 = 180)，而且資料表包含 10 個 1 位元組壓縮值，合計 190 個位元組。

Delta 編碼對日期時間欄很有用。

Delta 藉由記錄資料欄中彼此跟隨的值之間的差異來壓縮資料。此差異會記錄在磁碟上資料欄值之每個區塊的個別字典中。(Amazon Redshift 磁碟會佔用 1 MB。) 例如，假設資料欄包含 10 個整數，順序從 1 到 10。第一個會儲存為 4 位元組整數 (加上 1 位元組旗標)。接下來的九個會分別儲存為值為 1 的位元組，表示比前一個值多 1。

Delta 編碼附有兩個變異：

如果資料欄中的大多數值可以透過使用單一位元組進行壓縮，則 1 位元組的變化非常有效。但是，如果差異較大，則此編碼 (在最壞的情況下) 會比儲存未壓縮資料的效果差。類似邏輯適用於 16 位元版本。

如果兩個值之間的差異超過 1 位元組範圍 (DELTA) 或 2 位元組範圍 (DELTA32K)，則會儲存完整原始值，前面為 1 位元組旗標。1 位元組範圍從 -127 到 127，而 2 位元組範圍從 -32K 到 32K。

下表顯示數值欄的 Delta 編碼如何運作。

LZO 壓縮編碼提供非常高的壓縮率和良好的效能。LZO 編碼特別適用於儲存很長的字元字串的 CHAR 和 VARCHAR 資料欄。它們特別適用於自由格式文字，例如產品說明、使用者註解或 JSON 字串。

當資料欄的資料類型大於大部份儲存值所需的資料類型時，Mostly 編碼很有用。您可以對此類型的資料欄指定 mostly 編碼，將資料欄中的大部分值壓縮為更小的標準儲存空間大小。剩下無法壓縮的值會以其原始格式儲存。例如，您可以將 16 位元資料欄 (例如 INT2 資料欄) 壓縮為 8 位元儲存空間。

通常，mostly 編碼會使用下列資料類型：

選擇 mostly 編碼的適當變異來符合資料欄之資料類型的大小。例如，將 MOSTLY8 套用至定義為 16 位元整數資料欄的資料欄。不允許將 MOSTLY16 套用至具有 16 位元資料類型的資料欄，也不允許將 MOSTLY32 套用至具有 32 位元資料類型的資料欄。

當資料欄中有相當多的值無法壓縮時，Mostly 編碼可能比無壓縮更沒效率。在將其中一種編碼套用到資料欄之前，請執行檢查。您現在將載入的大部分值 (也可能在未來載入) 應納入下表中顯示的範圍。

例如，VENUE 資料表中的 VENUEID 資料欄會定義為原始整數資料欄，這表示其值佔用 4 位元組的儲存空間。不過，此欄的值目前範圍是 0 到 309。因此，針對 VENUEID 使用 MOSTLY16 編碼來重建和重新載入此資料表，會將該資料欄中每個值的儲存空間減少至 2 個位元組。

如果另一個資料表中參考的 VENUEID 值大部分在範圍 0 到 127，則將該外部索引鍵資料欄編碼為 MOSTLY8 可能就有意義。在做出選擇之前，請針對參考資料表資料執行數個查詢，以了解值是否大部分都落入 8 位元、16 位元或 32 位元範圍。

下表顯示在使用 MOSTLY8、MOSTLY16 和 MOSTLY32 編碼時特定數值的壓縮大小：

執行長度編碼會將連續重複的值取代為由值和連續出現次數 (執行長度) 組成的符記。唯一值的個別字典是針對磁碟上資料欄值的每個區塊而建立的。(Amazon Redshift 磁碟會佔用 1 MB。) 此編碼最適合於資料值通常連續重複的資料表，例如，依那些值排序資料表時。

例如，假設大型維度資料表中的資料欄具有可預測的較小領域，例如 COLOR 資料欄的可能值少於 10 個。這些值可能會落在整個資料表中的長序列中，即使資料未排序也是如此。

不建議在指定為排序索引鍵的任何資料欄上套用執行長度編碼。當區塊包含類似的列數時，限制範圍的掃描執行效果會更好。如果排序索引鍵欄位的壓縮比相同查詢中的其他欄位高出許多，限制範圍的掃描執行效果可能較差。

下表使用 COLOR 資料欄範例來顯示執行長度編碼如何運作。

Text255 和 text32k 編碼有助於相同單字經常重複出現的壓縮 VARCHAR 資料欄。唯一單字的個別字典是針對磁碟上資料欄值的每個區塊而建立的。(Amazon Redshift 磁碟會佔用 1 MB。) 字典包含資料欄中前 245 個唯一單字。那些單字會在磁碟上被代表 245 個值之一的一位元組索引值所取代，而且未在字典中表示的任何單字會以未壓縮形式儲存。對於每個 1 MB 磁碟區塊都會重複此程序。如果建立索引的單字經常出現在資料欄中，則資料欄將產生高壓縮率。

對於 text32k 編碼，原則相同，但每個區塊的字典不會擷取特定數目的單字。反之，字典會為其找到的每個唯一單字建立索引，直到結合的項目達到 32K 長度，減去一些額外負荷。索引值是以兩個位元組儲存。

例如，考慮 VENUE 資料表中的 VENUENAME 資料欄。Arena、Center 和 Theatre 等單字反覆出現在這個欄中，而且若套用 text255 壓縮，則很可能出現在每個區塊中的前 245 個單字之中。如果是這樣，則此資料欄將受益於壓縮。因為每次那些單字出現，它們將只佔用 1 個位元組的儲存空間 (而不是分別佔用 5、6 或 7 個位元組)。

對於各種資料集，Zstandard (ZSTD) 編碼提供高壓縮率和極佳效能。ZSTD 編碼特別適用於儲存廣泛長短字串的 CHAR 和 VARCHAR 資料欄，特別是自由格式的文字，例如產品描述、使用者意見、日誌和 JSON 字串。其中某些演算法 (例如 Delta 編碼或 Mostly 編碼) 可以潛在比無壓縮使用更多的儲存空間，而 ZSTD 不可能增加磁碟用量。

ZSTD 支援 SMALLINT、INTEGER、BIGINT、DECIMAL、REAL、DOUBLE PRECISION、BOOLEAN、CHAR、VARCHAR、DATE、TIMESTAMP 和 TIMESTAMPTZ 等資料類型。