撰稿 | 王瑞平

審校 | 云昭

開源、Github標(biāo)星狂飆2萬、CVP（即，ChatGPT+VectorDB+Prompt）架構(gòu)...又一匹數(shù)據(jù)庫(kù)黑馬突出重圍。

它就是Milvus向量數(shù)據(jù)庫(kù)，幾年前便在Github上開源，瞬間引爆全球，不僅完美詮釋了新興CVP架構(gòu)，也成為“群模亂舞”當(dāng)下的一股清流。

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Milvus旨在為AI應(yīng)用程序和嵌入相似度搜索提供支持，使非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)更易于搜索和訪問，無論部署環(huán)境如何都能使用戶獲得相同的體驗(yàn)。

1、AIGC新紀(jì)元從“向量數(shù)據(jù)庫(kù)”邁入“大模型記憶體”

Milvus以4個(gè)月5000星的速度邁入Github 2萬星項(xiàng)目的隊(duì)列，越來越多開發(fā)者也正在為Milvus進(jìn)入AIGC新紀(jì)元注入更多力量。

2019年，GitHub上將Milvus的源代碼開源。彼時(shí)，行業(yè)尚無“向量數(shù)據(jù)庫(kù)”一說，用戶最關(guān)心的問題是“什么是向量數(shù)據(jù)庫(kù)”。

2023年，ChatGPT 引發(fā)AIGC熱潮，在這個(gè)大模型恣意生長(zhǎng)的年份，越來越多的人關(guān)心“向量數(shù)據(jù)庫(kù)可以做什么？”

在大語言模型時(shí)代，向量數(shù)據(jù)庫(kù)必不可少，它不僅是大模型的記憶體，還能通過向量檢索讓大模型變得博聞強(qiáng)識(shí)。

在此過程中，AIGC開發(fā)者可以看到的是Milvus在2.2.9版本和中新增了JSON、動(dòng)態(tài)schema和PartitionKey三大功能，簡(jiǎn)化了開發(fā)者使用門檻，并接入了開源項(xiàng)目GPTCache，提升LLM應(yīng)用性能。

2、大模型時(shí)代，數(shù)據(jù)庫(kù)也需要跟上

我們正處在擁抱人人互聯(lián)新時(shí)代，傳輸電子郵件、社交媒體照片傳輸、蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)解析等過程中都會(huì)產(chǎn)生海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（文本文件、電子表格等）。

然而，你絕不能任由這些數(shù)據(jù)“滿天飛”！所以，它們必須被計(jì)算機(jī)定期處理！那么，如何處理呢？

首先，embedding技術(shù)可以將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為“向量”。隨后，Milvus會(huì)存儲(chǔ)這些“向量”并為其建立索引，這就形成了傳說中的“向量數(shù)據(jù)庫(kù)”。

與現(xiàn)有的主要可用作處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)不同，Milvus在底層設(shè)計(jì)上就是為了處理由各種非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來的Embedding向量而生。

該數(shù)據(jù)庫(kù)可以對(duì)接包括圖片識(shí)別、視頻處理、聲音識(shí)別、自然語言處理等深度學(xué)習(xí)模型，從而為向量化后的非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)提供搜索分析服務(wù)。

你可以使用Milvus搭建符合個(gè)人場(chǎng)景需求的向量相似度檢索系統(tǒng)，具體可應(yīng)用在以圖搜圖、視頻去重、音頻檢索、文本搜索等場(chǎng)景下。

3、快速入門：安裝Milvus

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你需要首先明確的是：Milvus使用Docker Compose控制服務(wù)的啟動(dòng)和暫停，過程包括：

• 新建工作目錄，下載YAML文件
• 啟動(dòng)Milvus容器：

sudo docker-compose up -d

• 停止Milvus容器：

sudo docker-compose down

4、用例：以圖搜圖

Milvus官方還給出了以圖搜圖的用例，具體流程分為構(gòu)建圖像向量庫(kù)和執(zhí)行搜索：

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1)構(gòu)建圖像向量庫(kù)

首先準(zhǔn)備圖像數(shù)據(jù)集，使用深度學(xué)習(xí)庫(kù)提取圖像特征，獲得每張圖像的特征向量，最后將特征向量存儲(chǔ)到Milvus數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2)執(zhí)行搜索

輸入一張待檢索圖像，經(jīng)過深度學(xué)習(xí)庫(kù)獲取圖像對(duì)應(yīng)的特征向量，然后將這個(gè)向量與Milvus中所有圖像的特征向量進(jìn)行相似度對(duì)比，從而獲得距離最近的圖像結(jié)果。

5、整體性能夠硬，生態(tài)已成氣候

從上述的安裝與使用過程中我們不難看出，Milvus作為一款云原生向量數(shù)據(jù)庫(kù)，具備高可用、高性能、易拓展的特點(diǎn)，可用于海量向量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)召回。

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Github上也對(duì)其整體性能做出了完整總結(jié)：

• 高性能：性能高超，可對(duì)海量數(shù)據(jù)集進(jìn)行向量相似度檢索。
• 簡(jiǎn)化管理：專為數(shù)據(jù)科學(xué)工作流設(shè)計(jì)的豐富API；
• 高可用、高可靠：Milvus支持云上擴(kuò)展，其容災(zāi)能力能夠保證服務(wù)高可用；
• 高度可擴(kuò)展和彈性：組件級(jí)可伸縮性使按需擴(kuò)展和縮減成為可能。
• 混合查詢：Milvus支持在向量相似度檢索過程中進(jìn)行標(biāo)量字段過濾，實(shí)現(xiàn)混合查詢；
• 開發(fā)者友好：支持多語言、多工具M(jìn)ilvus生態(tài)系統(tǒng)；
• 社區(qū)支持，行業(yè)認(rèn)可：擁有超過1000名企業(yè)用戶以及活躍的開源社區(qū)。

6、系統(tǒng)架構(gòu)：四個(gè)層次

Milvus作為一款云原生向量數(shù)據(jù)庫(kù)，采用存儲(chǔ)與計(jì)算分離的架構(gòu)設(shè)計(jì)，所有組件均為無狀態(tài)組件，極大增強(qiáng)系統(tǒng)彈性和靈活性。

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整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)可分為四個(gè)層次：

• 接入層：系統(tǒng)的門面，由一組無狀態(tài)proxy組成。對(duì)外提供用戶連接的endpoint，負(fù)責(zé)驗(yàn)證客戶端請(qǐng)求并合并返回結(jié)果。
• 協(xié)調(diào)服務(wù)：系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)分配任務(wù)給執(zhí)行節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)服務(wù)共有四種角色，分別為 root coord、data coord、query coord 和 index coord。
• 執(zhí)行節(jié)點(diǎn)：系統(tǒng)的四肢，負(fù)責(zé)完成協(xié)調(diào)服務(wù)下發(fā)的指令和 proxy 發(fā)起的數(shù)據(jù)操作語言（DML）命令。執(zhí)行節(jié)點(diǎn)分為三種角色，分別為 data node、query node 和 index node。
• 存儲(chǔ)服務(wù)：系統(tǒng)的骨骼，負(fù)責(zé)Milvus數(shù)據(jù)的持久化，分為元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（meta store）、消息存儲(chǔ)（log broker）和對(duì)象存儲(chǔ)（object storage）三個(gè)部分。

7、2.0重磅升級(jí)

在Milvus官網(wǎng)上，我們找到了Milvus1.0與2.0究竟有哪些區(qū)別，具體如下表：

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事實(shí)上，自Milvus升級(jí)至2.0版本以來，仍在不斷改進(jìn)優(yōu)化，推出了諸如從文件中批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)、基于磁盤的近似最近鄰（ANN）索引算法等新功能，也提升了元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、批量導(dǎo)入等性能。

遠(yuǎn)的不說，從Milvus 2.2到Milvus 2.3版本都進(jìn)行了哪些變化和升級(jí)呢？

Milvus 2.2提升了向量搜索的穩(wěn)定性、搜索速度，具有靈活的擴(kuò)縮容能力，提供了一系列新的 API，用于支持從文件中更有效率地批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

此外，Milvus 2.2還修復(fù)了部分bug并進(jìn)行了諸多改進(jìn)以增強(qiáng)Milvus穩(wěn)定性、可觀測(cè)性和性能。

而在2.3版本中，Milvus移除了Annoy索引，降低了維護(hù)成本，還會(huì)支持count接口，用于統(tǒng)計(jì)collection的行數(shù)。新增的count接口除了能計(jì)算collection行數(shù)外，還支持query的查詢表達(dá)式用于統(tǒng)計(jì)帶條件的行數(shù)。

8、用戶：使用Milvus，并不孤單

從最初的Milvus到2.3版本，每一次版本升級(jí)背后都離不開用戶的支持與建議。升級(jí)、迭代，每次更新過后，Milvus都會(huì)趨向于完美。

截至目前，GitHub在上已達(dá)到2.08萬星。因此，當(dāng)在活躍的開源社區(qū)中使用Milvus時(shí)，你并不孤單！

參考資料：

https://www.yii666.com/blog/393941.html?actinotallow=onAll

https://github.com/milvus-io/milvus

https://blog.csdn.net/hello_dear_you/article/details/127841589