大模型最常使用的5大向量数据库:Chroma、Pinecone、Weaviate、Milvus和Faiss

随着人工智能和大数据技术的飞速发展,向量数据库作为处理和分析高维数据的关键工具,正逐渐崭露头角。Chroma、Pinecone、Weaviate、Milvus和Faiss作为该领域的佼佼者,各具特色,分别在易用性、实时性、语义搜索、大规模数据处理和高效性方面表现出色。它们不仅推动了向量数据库技术的进步,更为各行各业的应用提供了强有力的支持。

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本文将从关键词、功能特性、应用系统、推荐指数4个维度来简要介绍5大最常使用的向量数据库。

1、Chroma

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关键词: 轻量级、易用性、开源

功能特性:快速搭建小型语义搜索

  1. 提供高效的近似最近邻搜索(ANN)
  2. 支持多种向量数据类型和索引方法
  3. 易于集成到现有的应用程序中
  4. 适用于小型到中型数据集

应用系统:小型语义搜索原型、研究或教学项目

推荐指数:⭐⭐⭐(适合初学者和小型项目)

Chroma是一个轻量级、易用的向量数据库,专注于提供高效的近似最近邻搜索(ANN)。它支持多种向量数据类型和索引方法,使得用户可以轻松集成到现有的应用程序中。Chroma特别适用于小型到中型数据集,是初学者和小型项目的理想选择。通过Chroma,用户可以快速构建语义搜索原型、研究或教学项目,并实现准确的数据匹配和检索。

2、Pinecone

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关键词: 实时性、高性能、可扩展

功能特性: 大规模数据集上的实时搜索

  1. 亚秒级的查询响应时间
  2. 支持大规模向量集的高效索引和检索
  3. 提供高度可伸缩的分布式架构
  4. 适用于实时推荐和内容检索场景

应用系统: 实时推荐系统、大规模电商搜索引擎、社交媒体内容过滤

推荐指数:⭐⭐⭐⭐⭐(适合需要高性能和实时性的大型应用)

Pinecone是一个实时、高性能的向量数据库,专为大规模向量集的高效索引和检索而设计。它提供亚秒级的查询响应时间,确保用户可以迅速获取所需信息。Pinecone采用高度可伸缩的分布式架构,可以轻松应对不断增长的数据量。它特别适用于实时推荐和内容检索场景,如电商搜索引擎、社交媒体内容过滤等。通过Pinecone,企业可以为用户提供个性化、精准的内容推荐和搜索体验

3、Weaviate

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关键词: 语义搜索、图数据库、多模态

功能特性:构建智能助手、知识图谱

  1. 结合了向量搜索和图数据库的特性
  2. 支持多模态数据(文本、图像等)的语义搜索
  3. 提供强大的查询语言和推理能力
  4. 适用于复杂的知识图谱和知识检索应用

应用系统: 复杂知识图谱应用、智能问答系统、多模态内容管理平台

推荐指数:⭐⭐⭐⭐(适合需要复杂查询和推理能力的知识密集型应用)

Weaviate是一个结合了向量搜索和图数据库特性的多模态语义搜索引擎。它支持多模态数据(文本、图像等)的语义搜索,让用户能够以前所未有的方式探索和理解数据。Weaviate提供强大的查询语言和推理能力,使得用户可以轻松构建复杂的知识图谱和知识检索应用它适用于需要复杂查询和推理能力的知识密集型应用,如智能问答系统、多模态内容管理平台等。通过Weaviate,企业可以充分挖掘和利用数据的价值,推动业务创新和发展。

4、Milvus

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关键词:大规模数据、云原生、高可用性

功能特性:大规模内容检索、图像和视频搜索

  1. 专为处理超大规模向量数据而设计
  2. 提供云原生的分布式架构和存储方案
  3. 支持多种索引类型和查询优化策略
  4. 适用于大规模内容检索、图像和视频搜索等场景

应用系统:大规模内容检索平台、图像和视频搜索引擎、智能安防系统

推荐指数:⭐⭐⭐⭐⭐(适合需要处理超大规模数据的云端应用)

Milvus是一个专为处理超大规模向量数据而设计的云原生向量数据库。它采用分布式架构和存储方案,确保用户可以高效、可靠地管理和检索大规模数据。Milvus支持多种索引类型和查询优化策略,提供卓越的查询性能和扩展性。它特别适用于大规模内容检索、图像和视频搜索等场景,如智能安防系统、图像和视频搜索引擎等。通过Milvus,企业可以轻松应对不断增长的数据挑战,实现快速、准确的内容检索和分析。

1)介绍

在推荐系统中,向量的最邻近检索是极为关键的一步,特别是在召回流程中。一般常用的如Annoy、faiss都可以满足大部分的需求,今天再来介绍另外一个:Milvus

Milvus

Milvus不同于Annoy、faiss这类型的向量检索工具,它更是一款开源向量数据库,赋能 AI 应用和向量相似度搜索。

Keep Learning:推荐系统的向量检索工具: Annoy & Faiss26 赞同 · 3 评论文章

涉及的术语
  1. Field:类似表字段,可以是结构化数据,当然还可以是向量;
  2. Entity:一组Field,类似表的一条数据;
  3. Collection:一组Entity,类似于表;
亮点
  1. Milvus不单单是向量检索工具,而是向量数据库,能对不同业务的向量隔离,分开存储;
  2. 提供可视化管理工具;
  3. 支持带过滤条件的向量混合检索。
前言提示

本文介绍的是官方最新版本2.0.0rc4https://milvus.io/cn/docs/v2.0.0/home,因为新增了许多强大的功能,所以尝鲜实验了一把。但2.x还在迭代中,并不是稳定版本。实验后,也发现存在一些问题,如有时无法查询,而1.x则不存在这些问题。

所以,大家实际使用最好是用最新的稳定版本1.1.1,不过缺少一些功能。https://milvus.io/cn/docs/v1.1.1/home

具官网表明,2.x的稳定版本也即将上线,到时再更新2.X版本投入生产环境。

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2)安装

Docker安装

安装milvus之前:docker安装

如果安装了docker,但没有docker-compose的话,可以通过pip进行安装。https://docs.docker.com/compose/install/

pip install docker-compose
单机版安装

这里介绍docker的安装方式,官方还提供了使用Kubernetes安装

1、下载docker镜像文件

wget https://raw.githubusercontent.com/milvus-io/milvus/ecfebff801291934a3e6c5955e53637b993ab41a/deployments/docker/standalone/docker-compose.yml -O docker-compose.yml

没办法翻墙的可以自己新建docker-compose.yml文件,然后填入以下内容:

version: '3.5'

services:
  etcd:
    container_name: milvus-etcd
    image: quay.io/coreos/etcd:v3.5.0
    volumes:
      - ${
   
   DOCKER_VOLUME_DIRECTORY:-.}/volumes/etcd:/etcd
    command: etcd -advertise-client-urls=http://127.0.0.1:2379 -listen-clie
### 支持的规模模型向量存储服务数据库供应商 对于寻求提供规模模型向量存储服务的数据库供应商而言,市场上存在多种选择。这些供应商专注于处理高维度向量数据,并优化了针对此类数据的操作性能。 #### LanceDB LanceDB是一个默认支持的选择,适用于需要高效管理检索量向量数据的应用场景[^1]。 #### Astra DB Astra DB同样提供了强的向量索引能力,能够满足复杂查询需求并保持良好的扩展性吞吐率。 #### Pinecone Pinecone以其出色的相似度搜索功能著称,在处理海量向量方面表现出色,特别适合推荐系统等领域应用。 #### Chroma Chroma则强调其简单易用的特点,同时也不失高性能表现,非常适合快速原型开发阶段或是中小规模项目使用。 #### Weaviate Weaviate集成了知识图谱特性,除了基本的向量操作外还能实现更深层次的数据关联挖掘,为用户提供更加丰富的上下文信息。 #### QDrant QDrant是一款开源产品,具备灵活部署的优势,无论是云端还是本地环境都能良好适配,成本效益较高。 #### Milvus Zilliz Milvus及其商业化版本Zilliz都致力于为企业级客户提供稳定可靠的解决方案,特别是在金融、医疗等行业有着广泛应用案例。 另外值得注意的是Oracle AI Vector Search,虽然不是传统意义上的独立向量数据库,但是由于其独特的架构设计——能够在单一平台上集成非结构化数据的语义搜索与关系型业务数据分析的功能,因此也成为了许多企业在构建AI驱动应用程序时的重要考量对象[^2]。 ```python # 示例代码用于展示如何连接到其中一个向量数据库(假设为Pinecone) import pinecone pinecone.init(api_key="YOUR_API_KEY", environment="us-west1-gcp") index_name = "example-index" if index_name not in pinecone.list_indexes(): pinecone.create_index(index_name, dimension=128) index = pinecone.Index(index_name) vector_id = "vec001" vector_data = [0.1]*128 # 这里只是一个简单的例子,实际应替换为真实的特征向量 metadata = {"key": "value"} response = index.upsert(vectors=[(vector_id, vector_data, metadata)]) print(response) ```
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