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【腾讯云云上实验室-向量数据库】TAI时代的数据枢纽-向量数据库 VectorDB

article 2024/12/26 9:06:50

一、向量数据库的发展历程和时代机遇

回顾向量数据库的发展历程：

2012年开始，深度神经网络的发展催生了向量数据库的发展；
2015年至2016年，Google和微软发布了标志性的论文；
2017年，Facebook开源了Faiss框架；
2019年开始出现独立的向量数据库和基于Faiss发展的向量数据库；
2023年，大模型开始受到各行业关注，人们开始思考应用于各行业的AI Native机会，向量数据库也不例外。
当前，世界各地的向量数据库市场正在经历迅猛发展。

市场调研公司MarketsandMarkets提供的数据显示，预计全球向量数据库市场的价值将从2020年的3亿2000万美元激增至2025年的10亿5000万美元，这一增长对应的年均复合增长率为26.8%。

二、AI时代智能数据平台

今年七月，腾讯云发布了国内首个AI原生的向量数据库Tencent Cloud VectorDB，并首次云提出，向量数据库不仅应该支持自然语言查询，更应将AI算法深度融合至计算层、存储层和数据库引擎中，从而提升AI原生应用的开发效率。

对于Tencent Cloud VectorDB，其先进性体现在两个方面。首先，它引入了一种创新的人工智能应用构建途径。结合自然语言处理技术与先进的AI算法，这种方法能够显著加快应用开发的速度。其次，通过改进数据存储技术并利用AI技术的支持，能有效减少存储开销同时提升数据处理的效率。

在判断一个向量数据库的实力时，我们通常需要对以下关键指标进行综合考量：性能、稳定性、用户友好度、可扩展性、成本效益，以及AI与机器学习技术的融合程度。

性能与成本效益： 一个优秀的向量数据库应提供高性能输出，并且努力在存储和运算过程中降低成本。

稳定性与可靠性： 高级别的向量数据库需确保提供持续稳定的服务，在处理大量并行查询的情况下也能保持运转，以及在硬件故障情况下保护数据不受损失。

用户友好度： 一个出色的向量数据库应当具有良好的用户体验，实现数据的快速插入、查询和移除。提供清晰、易懂的API，以及对多种流行数据格式和编程语言的支持也是其重要组成部分。

AI和机器学习集成度： 对于天然支持AI的向量数据库，它能否深度整合AI和机器学习技术，并提供广泛的AI功能，是衡量其优劣的关键因素。

下面我们来关注腾讯云Tencent Cloud VectorDB的一些突出特点：

高性能处理： 7月发布之初，就已经支持高达10亿级别的向量检索量，相较于单机索引能力提升10倍；能够达到每秒百万级查询（QPS）的峰值处理速度。据可靠消息称，根据最新的测评，目前能支持千亿级别的向量规模。

低延迟响应： 99%的响应时间低于20毫秒。

极高的可用性： 凭借腾讯集团在大规模服务运营方面的丰富经验，每日处理的请求次数达到万亿级别，确保了99.99%的服务可用性。

弹性伸缩的一站式服务： 提供Embedding与检索的集成解决方案，将数据嵌入至AI的效率提升10倍。

GPU性能提升： 通过深度优化GPU的处理能力，实现了性能的显著提升，达到了原速度的10倍。这一突破性进展为用户提供了前所未有的数据处理速度，极大地提高了数据处理效率。

成本优势： 将腾讯云向量数据库应用于大模型的预训练数据分类、去重和清洗，可以比传统方法提升10倍的效率；若将其作为模型推理的外部知识库，成本可降低2到4个数量级。

三、腾讯云向量数据库智能化能力场景分析

1、大模型知识库

腾讯云向量数据库可以和大语言模型 LLM 配合使用。企业的私域数据在经过文本分割、向量化后，可以存储在腾讯云向量数据库中，构建起企业专属的外部知识库，从而在后续的检索任务中，为大模型提供提示信息，辅助大模型生成更加准确的答案。

通过这样的配合使用，当大型语言模型在执行诸如问答、内容生成或其他复杂任务时，它可以引用这些向量化的私域数据作为参考，从而生成更加相关和精准的输出。换句话说，腾讯云的这一解决方案极大地拓展了大语言模型在特定领域内的应用潜力，增强了模型对特定行业或企业语境的理解能力，从而让答案和解决方案更加对症下药，为企业带来更大的价值。

2、推荐系统

推荐系统的目标是根据用户的历史行为和偏好，向用户推荐可能感兴趣的物品。在这种场景下，将用户行为特征向量化存储在向量数据库。当发起推荐请求时，系统会基于用户特征进行相似度计算，然后返回与用户可能感兴趣的物品作为推荐结果。

3、文本/图像检索

文本/图像检索任务是指在大规模文本/图像数据库中搜索出与指定图像最相似的结果，在检索时使用到的文本/图像特征可以存储在向量数据库中，通过高性能的索引存储实现高效的相似度计算，进而返回和检索内容相匹配的文本/图像结果。

4、问答系统

智能问答系统是一种能够回答用户提出问题的智能应用，通常使用 NLP 服务和深度学习等技术实现。在问答系统中，问题和答案通常被转换为向量表示，并存储在向量数据库中。当用户提出问题时，问答系统可以通过计算向量之间的相似度，检索最相关的问题信息并返回对应的答案信息。因此，使用向量数据库来存储和检索相关的向量数据，可以提高问答系统的检索效率和准确性。

问答系统的应用场景非常广泛，例如智能客服、智能助手、智能家居等。在这些场景中，用户可以通过自然语言提问获取相关信息，例如查询产品信息、控制家居设备等。通过使用向量数据库来存储和检索相关的向量数据，问答系统可以更快速、准确地响应用户的请求，提高用户体验。

这次 Techo Day 技术开放日将资料和课件都整合成了一份《腾讯云工具指南》，这份资料技术含量很高，可以帮助学习了解向量数据库的技术优势和价值应用。