比Spark快100倍的GPU加速SQL引擎！BlazingSQL開源了
BlazingSQL 是基于英偉達(dá) RAPIDS 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的 GPU 加速 SQL 引擎，可以為各種 ETL 大數(shù)據(jù)集提供 SQL 接口，并且完全運(yùn)行在 GPU 之上。近日，其研發(fā)團(tuán)隊(duì) 宣布，BlazingSQL 基于 Apache 2.0 許可完全開源！
開源項(xiàng)目地址：
https://github.com/blazingdb/pyBlazing/
BlazingSQL 是一個(gè)基于英偉達(dá) RAPIDS 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的 GPU 加速 SQL 引擎。RAPIDS 包含一組軟件庫（BlazingSQL、cuDF、cuML、cuGraph），用來在 GPU 上執(zhí)行端到端的數(shù)據(jù)科學(xué)計(jì)算和分析管道。RAPIDS 基于 Apache Arrow 列式存儲(chǔ)格式，其中 cuDF 是一個(gè) GPU DataFrame 庫，用于加載、連接、聚合、過濾和操作數(shù)據(jù)。BlazingSQL 是面向 cuDF 的 SQL 接口，具備支持大規(guī)模數(shù)據(jù)科學(xué)工作流和企業(yè)數(shù)據(jù)集的各種功能。
官方稱，BlazingSQL（幾乎）可以處理任何你想要的數(shù)據(jù)。它的前身是 BlazingDB，但因?yàn)樗⒉皇且粋€(gè)數(shù)據(jù)庫，所以研發(fā)團(tuán)隊(duì)將 BlazingDB 改名為 BlazingSQL。
BlazingSQL 主要特性：
查詢外部存儲(chǔ)數(shù)據(jù) ：僅需一行代碼就可以注冊遠(yuǎn)程存儲(chǔ)解決方案，例如 Amazon S3。 簡單的 SQL：非常容易使用，運(yùn)行 SQL 查詢就能得到 GPU DataFrames（GDF）的查詢結(jié)果。 互操作性：任意一個(gè) RAPIDS 庫都可以訪問查詢到的 GDF，并用于任意的數(shù)據(jù)科學(xué)工作負(fù)載。
價(jià)格昂貴： 進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)科學(xué)研究通常需要包含數(shù)千臺(tái)服務(wù)器的集群，而 BlazingSQL + RAPIDS 運(yùn)行相同規(guī)模的工作負(fù)載只需要其中一小部分基礎(chǔ)設(shè)施。 速度慢： 在大型數(shù)據(jù)集上運(yùn)行工作負(fù)載和查詢可能需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天，而 BlazingSQL + RAPIDS 借助 GPU 加速可以在幾秒內(nèi)得到結(jié)果，幫助數(shù)據(jù)科學(xué)家快速迭代新模型。 復(fù)雜型： 數(shù)據(jù)科學(xué)工作負(fù)載通?；谛?shù)據(jù)集開發(fā)出原型，然后針對(duì)分布式系統(tǒng)進(jìn)行重建。BlazingSQL + RAPIDS 讓用戶能夠只編寫一次代碼，并且只需要一行代碼就能動(dòng)態(tài)地改變分布式集群規(guī)模。
在開發(fā)團(tuán)隊(duì)看來，迄今為止，SQL 是每一個(gè)主流分析生態(tài)系統(tǒng)的支柱之一，RAPIDS 是下一代分析生態(tài)系統(tǒng)，而 BlazingSQL 是 RAPIDS 的 SQL 標(biāo)準(zhǔn)。
BlazingSQL 完全基于 cuDF 和 cuIO 構(gòu)建，這些項(xiàng)目的新功能會(huì)直接影響 BlazingSQL 的功能和性能。同時(shí)，由于 BlazingSQL 運(yùn)行在 GDF 上，它與 RAPIDS 的所有庫都是 100％可互操作的。
如果你正在使用 RAPIDS，或者正在考慮使用 RAPIDS，BlazingSQL 將為你提供更多便利，包括但不限于：
降低代碼復(fù)雜性：SQL 語句非常簡單，你可以用單個(gè)語句替換數(shù)十到數(shù)百個(gè) cuDF 函數(shù)調(diào)用。 連接到數(shù)據(jù)湖： 你不再需要同步其他數(shù)據(jù)庫，BlazingSQL 可以查詢云端或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)中的任意原始文件。 讓 RAPIDS 變得更快： 更先進(jìn)的 SQL 優(yōu)化器讓 RAPIDS 技術(shù)棧更智能地運(yùn)行。
目前，BlazingSQL+RAPIDS 已經(jīng)上線 Google Colab，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在 GCP 上搭建了兩個(gè)價(jià)格相當(dāng)?shù)募海粋€(gè)用于 Spark，另一個(gè)用于 BlazingSQL。他們在集群上運(yùn)行端到端的數(shù)據(jù)分析工作負(fù)載：從數(shù)據(jù)湖到 ETL/ 特征工程，再到 XGBoost 訓(xùn)練，并對(duì) Spark 和 BlazingSQL 的性能進(jìn)行了對(duì)比測試。
研發(fā)人員在超過兩千萬行 Netflow 數(shù)據(jù)上運(yùn)行兩次相同的特定工作負(fù)載。首先運(yùn)行 BlazingSQL + RAPIDS，然后使用 PySpark（Spark 2.4.1）再次運(yùn)行，得到如下結(jié)果：
如果把從 Google Drive 中加載 CSV 到各自 DataFrame 所需的時(shí)間考慮在內(nèi)，BlazingSQL 比 Spark 快 71 倍。
越小越好
如果只看 ETL 時(shí)間，則 BlazingSQL 和 RAPIDS 的速度比 Spark 快 100 倍！
越小越好
運(yùn)行以下 Colab 演示，用戶可以使用免費(fèi)英偉達(dá) T4 GPU 資源進(jìn)行同樣的測試，對(duì) BlazingSQL 的實(shí)際效果進(jìn)行驗(yàn)證：
https://colab.research.google.com/drive/1EbPE9FwFur7fE2054BH9s23Kd0FiUgGo
據(jù) 介紹，BlazingSQL 大部分性能提升來自團(tuán)隊(duì)的內(nèi)部引擎項(xiàng)目，BlazingSQL 團(tuán)隊(duì)的工程師們希望開發(fā)一種專為 GPU DataFrames（GDF）構(gòu)建的 GPU 執(zhí)行內(nèi)核，稱之為“SIMD 表達(dá)式解釋器”（SIMD Expression Interpreter）。研發(fā)團(tuán)隊(duì)分享了一些關(guān)于 SIMD 表達(dá)式解釋器的細(xì)節(jié)，SIMD 表達(dá)式解釋器通過幾個(gè)關(guān)鍵步驟帶來提升性能：
接收多個(gè)輸入，包括 GDF 列、字面量，在不久的將來也會(huì)支持函數(shù)。 在加載這些輸入時(shí)，SIMD 表達(dá)式解釋器將對(duì) GPU 寄存器的分配進(jìn)行優(yōu)化，這可以優(yōu)化 GPU 線程占用率，并提高性能。 然后，虛擬機(jī)處理這些輸入，并生成多個(gè)輸出。假設(shè)有以下 SQL 查詢：
- SELECT colA + colB * 10，sin（colA） - cos（colD）FROM tableA
目前，SIMD 表達(dá)式解釋器支持 BlazingSQL 的過濾和投影，因此它對(duì)許多主流的 SQL 查詢都有影響。
使用 BlazingSQL 在 Amazon S3 中查詢 CSV 文件的示例代碼：
- from blazingsql import BlazingContext
- bc = BlazingContext()
- bc.s3('dir_name', bucket_name='bucket_name', access_key_id='access_key', secrect_key='secret_key')
- # Create Table from CSV
- bc.create_table('taxi', '/dir_name/taxi.csv')
- # Query
- result = bc.sql('SELECT count(*) FROM taxi GROUP BY year(key)').get()
- result_gdf = result.columns
- #Print GDF
- print(result_gdf)
更多 BlazingSQL 的操作方法參見：
GitHub 項(xiàng)目鏈接：https://github.com/blazingdb/pyBlazing/
官方網(wǎng)站：https://docs.blazingdb.com/docs/using-blazingsql
