向量数据库是一种专门用于存储和管理向量数据,并支持高效的向量相似性搜索的数据库系统。将文本、图像、音频等各种类型的数据通过特定的算法和模型转化为向量形式。例如,对于文本数据,可使用词嵌入、句嵌入等技术将词语或句子映射为低维向量空间中的向量;对于图像数据,通过卷积神经网络等提取图像的特征向量。
为存储的向量建立索引结构,以便快速进行相似性搜索。常见的索引结构有KD树、球树、哈希表等,以及一些专门为向量搜索设计的索引,如局部敏感哈希(LSH)、乘积量化(PQ)等。这些索引结构能够将向量空间进行划分和组织,使得在搜索时可以快速定位到可能包含相似向量的区域,减少搜索范围,提高搜索效率。
Weaviate和MyScale有各自的特点和优势。
一、技术架构
1.Weaviate:是用Go语言编写的开源向量数据库,采用专门为向量搜索优化的架构,运用分层可导航小世界(HNSW)索引等技术实现快速向量搜索,支持多模态数据,能与多种向量ization模块配合处理不同类型数据。
2.MyScale:基于ClickHouse和Tantivy构建,继承了ClickHouse的OLAP架构,结合二者优势实现向量搜索、全文搜索和SQL功能,能高效处理结构化和向量数据。
二、核心功能
1.查询语言与API支持
Weaviate:支持GraphQL、REST和gRPC API,方便不同需求用户使用,可使用多种语言客户端进行操作,但新的Python和TypeScript客户端稳定性欠佳。
MyScale:除支持常见的API外,最大优势是支持完整SQL,方便熟悉关系型数据库的用户进行操作和管理。
2.数据类型支持
Weaviate:支持向量、地理坐标等数据类型,还具有交叉引用类型,可将不同对象相互链接。
MyScale:支持所有SQL数据类型,能更灵活地存储和处理各种数据。
3.元数据支持
Weaviate:支持元数据,可用于过滤和增强搜索功能。
MyScale:借助ClickHouse的强大功能和MSTG算法等,在元数据过滤方面性能出色,处理大规模数据集时性能不会明显下降。
三、性能表现
1.Weaviate:能在毫秒内对数百万数据点进行近邻搜索,在处理中等规模数据集和常见AI任务时性能良好,但处理数十亿向量的超大规模数据集时可能面临挑战。
2.MyScale:基于ClickHouse的架构使其性能卓越,可在毫秒内对数十亿向量进行搜索,在大规模数据处理和高并发场景下表现出色。
四、部署与使用
1.部署方式
Weaviate:可通过Docker本地部署,也可在AWS、谷歌云等云平台以及Kubernetes上进行云部署,有免费和付费云服务。
MyScale:同样支持Docker本地部署和云部署,提供免费和付费云解决方案,付费服务有容量优化和性能优化两种选项。
2.易用性
Weaviate:对AI开发者友好,有良好的文档和社区支持,集成机器学习模型便捷,适合快速搭建AI应用原型。
MyScale:熟悉SQL的用户容易上手,能轻松将其集成到现有基于SQL的系统中,降低学习成本。
五、适用场景
1.Weaviate:适用于语义搜索、推荐系统、图像检索、数据融合和去重等场景,尤其是对多模态数据处理和与AI模型集成要求高的小型项目或概念验证工作。
2.MyScale:适用于对SQL支持有需求,需处理大规模结构化和向量数据,进行实时分析和机器学习的场景,如企业级大数据分析、AI驱动的智能决策系统等。
六、案例比较
1.Weaviate的应用案例
1)医疗行业
病历管理与智能诊断辅助:将患者的病历、医学影像等多模态数据转化为向量存储在Weaviate中。医生进行诊断时,可通过语义搜索快速找到相似病例,为诊断提供参考依据,辅助医生做出更准确的判断。
药物研发信息检索:在药物研发过程中,研究人员可以利用Weaviate对海量的医学文献、研究报告等数据进行向量搜索,快速获取与特定药物靶点、作用机制相关的信息,加速研发进程。
2)教育行业
个性化学习路径规划:根据学生的学习进度、知识掌握情况、兴趣爱好等数据,利用Weaviate构建学生画像向量。系统基于这些向量为学生推荐个性化的学习资源和学习路径,提高学习效果。
教育资源管理与推荐:对各种教育资源如课程视频、文档资料、在线测试题等进行向量表示和存储。教师和学生可以通过语义搜索快速找到符合需求的教育资源,提高资源的利用效率。
3)传媒娱乐行业
内容推荐系统:对影视、音乐、新闻等内容进行特征提取和向量编码,存储在Weaviate中。根据用户的浏览历史、收藏偏好等生成用户向量,通过向量相似度计算为用户提供个性化的内容推荐,提升用户体验,增加用户粘性。
影视制作素材管理:在影视制作过程中,将各种视频素材、音频素材、图片素材等进行向量标注和存储。制作人员可以通过语义搜索快速找到所需的素材,提高制作效率。
2.MyScale的应用案例
1)电商行业
商品搜索与推荐:MyScale可以将商品的描述、图片特征、用户评价等数据结合起来,通过向量搜索和SQL查询的方式,实现更精准的商品搜索和个性化推荐。例如,用户输入“时尚白色连衣裙”,MyScale能快速找到相关商品,并根据用户的购买历史和浏览行为推荐类似的热门商品。
销售数据分析:借助MyScale的OLAP架构,对海量的销售数据、用户行为数据进行实时分析,帮助电商企业了解销售趋势、用户偏好等,为营销策略制定和商品库存管理提供数据支持。
2)金融行业
风险评估与投资决策:将客户的财务数据、交易记录、信用记录等结构化数据与客户的行为特征、市场舆情等非结构化数据相结合,利用MyScale进行分析。通过向量搜索和机器学习算法,识别风险模式和投资机会,为风险评估和投资决策提供有力依据。
智能客服与知识检索:构建金融知识图谱,将各类金融产品信息、业务流程、常见问题等存储在MyScale中。智能客服可以通过SQL查询和向量检索快速获取准确的答案,为客户提供及时、准确的服务。
3)物流行业
物流路径规划与优化:结合地理空间数据、交通信息、货物配送点等数据,MyScale可以通过向量计算和数据分析,为物流车辆规划最佳行驶路线,考虑实时路况和交通限制,提高配送效率,降低成本。
库存管理与需求预测:对物流库存数据、订单数据、市场需求数据等进行分析,利用MyScale的强大计算能力,预测库存需求,优化库存水平,避免库存积压或缺货现象,提高物流供应链的效率和效益。
七、开源协议
1.Weaviate的开源协议
Weaviate采用的是商业友好的开源协议,具体为Apache License 2.0。
自由使用:用户可以自由地使用Weaviate,无需支付费用。无论是个人开发者进行项目实验,还是企业组织将其用于商业产品开发,都可以在该协议允许的范围内免费使用。
代码修改:允许用户对Weaviate的源代码进行修改和定制。开发者可以根据自身的业务需求,对其进行功能扩展、性能优化或者修复代码中存在的问题。
再分发:用户能够将修改后的代码进行再分发。不过在分发时需要保留原有的版权声明和许可声明,并且要提供Apache License 2.0的副本。
无担保:Apache License 2.0明确表示,软件是按“原样”提供的,不附带任何形式的保证,无论是明示的还是暗示的,包括适销性、特定用途的适用性等保证。开发者使用时需要自行承担风险。
专利授权:该协议还包含专利授权,这意味着协议的使用者可以获得原作者或贡献者对其专利的授权,从而在使用、修改和分发软件时,不用担心会侵犯相关专利。
2.MyScale的开源协议
MyScale采用的是AGPLv3(GNU Affero General Public License v3)开源协议:
自由使用和修改:与Apache License 2.0类似,使用者可以自由地使用和修改MyScale的源代码,根据自己的需求对软件进行定制和改进。
强传染性:AGPLv3具有很强的传染性。如果在使用MyScale的过程中对其代码进行了修改,并且将修改后的软件以网络服务的形式提供给他人使用(即使没有分发修改后的代码),那么也需要将修改后的源代码公开,并遵循AGPLv3协议。这一规定主要是为了保证开源软件的开放性和共享性。
版权声明:在分发基于MyScale修改后的软件时,必须保留原有的版权声明、许可声明和免责声明,并且要明确说明该软件是基于MyScale修改而来的。
无担保:同样,AGPLv3也表明软件是按“原样”提供的,不提供任何形式的担保,使用者需要自行承担因使用该软件而产生的风险。