单机顶集群的大数据技术来了

简介: 大数据时代,分布式数仓如MPP成为热门技术,但其高昂的成本让人望而却步。对于多数任务,数据量并未达到PB级,单体数据库即可胜任。然而,由于SQL语法的局限性和计算任务的复杂性,分布式解决方案显得更为必要。esProc SPL作为一种开源轻量级计算引擎,通过高效的算法和存储机制,实现了单机性能超越集群的效果,为低成本、高效能的数据处理提供了新选择。

大数据时代的分布式数仓(如 MPP)是个热门技术,甚至到了提到数据仓库言必称分布式的地步。
但是,分布式数仓真有必要吗?毕竟这些分布式数仓产品都不便宜,无论是采购成本还是运维成本都很高。是不是有低成本轻量级的方案呢?

其实,结构化数据计算任务(数据仓库的主要目标)涉及的数据量通常并不会非常大。比如一个有数千万帐户的银行,一年的交易量也就是数亿条,大概也就是几 G 到几十 G 的规模;有个几百万帐户的电商系统能积累的数据也还是这种规模。即便是少数有巨大数据量的头部企业,也还是会有大量任务只涉及少量数据。单个计算任务的数据规模上百 G 并不多,很难积累到很多大数据厂商宣称的 PB 级。
从另一个方面也可以看出来,大多数分布式数仓的节点数也不是很多,经常在十个左右或更少。个别头部企业的计算中心可能会有数千甚至上万个节点,但单个任务也只会用到其中几个到十几个节点。比如 SnowFlake 销售数量较多的 Medium 型数仓,也只有 4 个节点而已。这才是分布式数仓的主流规模。一个 PB 级数据量的任务,一个节点处理 1T(通常也需要数小时),也需要 1000 个节点,这显然不是常态。

按说单体数据库就能轻松处理几十 G 规模的数据,但实际上并不是,跑批动不动几小时,查询一次几分钟也是家常便饭。于是,用户就会琢磨着上分布式了。
这又是为什么?
这有两方面原因。一方面是这些计算任务的数据量虽然不大,但却有相当的复杂度,经常会涉及多次关联。另一方面是数据库采用的 SQL 语法不能方便地描述这些复杂的运算,勉强写出来的代码不会被数据库优化,导致计算量过大。换句话说,SQL 数据库无法充分利用硬件资源,只能寄希望于分布式扩容。

esProc SPL 可以。
esProc SPL 是开源的轻量级计算引擎,作为纯 Java 开发的程序,可以直接无缝嵌入到 Java 应用中,无须数据库也能获得高性能计算的体验。

esProc SPL 常常能跑出远超 MPP 的性能,单机顶集群。
国家天文台的星体聚类任务,数据规模仅约 5000 万行,某分布式数据库动用 100CPU 跑 500 万行也要 3.8 小时,跑完 5000 万行估算要 15 天(平方级复杂度)。esProc SPL 在 16CPU 单机上跑全量 5000 万数据不到 3 小时。
某银行的贷款业务跑批,HIVE 集群 10 节点,1300 行 SQL 跑 4300 秒;esProc SPL 用 34 行代码在单机上跑 1700 秒。
某银行的反洗钱准备,11 节点的 Vertica 跑出 1.5 小时,esProc SPL 单机 26 秒,竟然把跑批任务跑成了查询!
某电商漏斗运算,SnowFlake 的 Medium 型集群(4 节点)3 分钟跑不出结果,用户放弃。esProc SPL 在单机上 10 秒完成。
某时空碰撞任务,ClickHouse 集群 5 节点 1800 秒,被 esProc SPL 优化成单机 350 秒。
…….
这些实例还可以进一步说明,大量的实际任务的集群节点数并不多,这类场景几乎都可以被 esProc 用单机解决。

esProc SPL 如何做到这一点?
在工程方面,esProc 也采用了压缩、列存、索引以及向量式计算等 MPP 常用的提速技术;更重要的,esProc 没有再基于 SQL,而是采用了自有的程序语言 SPL,其中有不少 SQL 理论基础下无法实现的高性能存储机制和算法类库:

有了这些基础,就容易编写出更低计算复杂度的代码,有效地避免 SQL 代码计算量过大的问题,充分利用硬件资源,做到单机顶集群。
关于 esProc 的性能优势,在 快出数量级的性能是怎样炼成的 有通俗的解释 写着简单跑得又快的数据库语言 SPL 中深入解释为什么 SQL 无法写出高性能代码。
上图中列出了部分 SPL 的高性能技术,可以看到 esProc 也支持集群计算。但由于 esProc 的高性能,在实践任务中都仅用单机就实现原有集群的能力。结果,除了部分为了应对高并发和热备的简单集群场景外,esProc 的集群计算能力一直没有机会被深度历练,甚至一定程度可以说还不够成熟。

看个具体的例子,前述那个时空碰撞问题,总数据量约 250 亿行,SQL 看起来并不算很复杂:

WITH DT AS ( SELECT DISTINCT id, ROUND(tm/900)+1 as tn, loc FROM T WHERE tm<3*86400)
SELECT * FROM (
    SELECT B.id id, COUNT( DISINCT B.tn ) cnt
    FROM DT AS A JOIN DT AS B ON A.loc=B.loc AND A.tn=B.tn
    WHERE A.id=a AND B.id<>a
GROUP BY id )
ORDER BY cnt DESC
LIMIT 20

传统数据库跑得太慢,用户转而求助于 ClickHouse,结果用了 5 节点的集群环境下也跑了 30 分钟多,达不到期望。同样数据量,SPL 代码只用一个节点不到 6 分钟即可完成计算,超出了用户期望。考虑到硬件资源的差距,SPL 相当于比 ClickHouse 快了 25 倍以上。
QQ_1732069277690.png

(SPL 代码写在格子里,这和普通程序语言很不像,参考乾学院 写在格子里的程序语言 )
SQL 中的 DISTINCT 计算会涉及 HASH 和比对,数据量很大时计算量也会很大,然后还有自关联以及进一步的 COUNT(DISTINCT),都会严重拖累性能,而 SPL 可以充分利用 SQL 没有的有序分组和序号定位,有效避免复杂度很高的自关联和 DISTINCT 运算。虽然在存储效率上比 ClickHouse 并没有优势,Java 也会略慢于 C++,但仍然获得了数量级的性能提升。

跑出 300 公里时速不见得总要高铁(分布式 MPP),家用小轿车(esProc SPL) 也可以。

相关文章
|
9天前
|
存储 人工智能 弹性计算
阿里云弹性计算_加速计算专场精华概览 | 2024云栖大会回顾
2024年9月19-21日,2024云栖大会在杭州云栖小镇举行,阿里云智能集团资深技术专家、异构计算产品技术负责人王超等多位产品、技术专家,共同带来了题为《AI Infra的前沿技术与应用实践》的专场session。本次专场重点介绍了阿里云AI Infra 产品架构与技术能力,及用户如何使用阿里云灵骏产品进行AI大模型开发、训练和应用。围绕当下大模型训练和推理的技术难点,专家们分享了如何在阿里云上实现稳定、高效、经济的大模型训练,并通过多个客户案例展示了云上大模型训练的显著优势。
|
12天前
|
存储 人工智能 调度
阿里云吴结生:高性能计算持续创新,响应数据+AI时代的多元化负载需求
在数字化转型的大潮中,每家公司都在积极探索如何利用数据驱动业务增长,而AI技术的快速发展更是加速了这一进程。
|
4天前
|
并行计算 前端开发 物联网
全网首发!真·从0到1!万字长文带你入门Qwen2.5-Coder——介绍、体验、本地部署及简单微调
2024年11月12日,阿里云通义大模型团队正式开源通义千问代码模型全系列,包括6款Qwen2.5-Coder模型,每个规模包含Base和Instruct两个版本。其中32B尺寸的旗舰代码模型在多项基准评测中取得开源最佳成绩,成为全球最强开源代码模型,多项关键能力超越GPT-4o。Qwen2.5-Coder具备强大、多样和实用等优点,通过持续训练,结合源代码、文本代码混合数据及合成数据,显著提升了代码生成、推理和修复等核心任务的性能。此外,该模型还支持多种编程语言,并在人类偏好对齐方面表现出色。本文为周周的奇妙编程原创,阿里云社区首发,未经同意不得转载。
|
9天前
|
人工智能 运维 双11
2024阿里云双十一云资源购买指南(纯客观,无广)
2024年双十一,阿里云推出多项重磅优惠,特别针对新迁入云的企业和初创公司提供丰厚补贴。其中,36元一年的轻量应用服务器、1.95元/小时的16核60GB A10卡以及1元购域名等产品尤为值得关注。这些产品不仅价格亲民,还提供了丰富的功能和服务,非常适合个人开发者、学生及中小企业快速上手和部署应用。
|
19天前
|
自然语言处理 数据可视化 前端开发
从数据提取到管理:合合信息的智能文档处理全方位解析【合合信息智能文档处理百宝箱】
合合信息的智能文档处理“百宝箱”涵盖文档解析、向量化模型、测评工具等,解决了复杂文档解析、大模型问答幻觉、文档解析效果评估、知识库搭建、多语言文档翻译等问题。通过可视化解析工具 TextIn ParseX、向量化模型 acge-embedding 和文档解析测评工具 markdown_tester,百宝箱提升了文档处理的效率和精确度,适用于多种文档格式和语言环境,助力企业实现高效的信息管理和业务支持。
3941 3
从数据提取到管理:合合信息的智能文档处理全方位解析【合合信息智能文档处理百宝箱】
|
9天前
|
算法 安全 网络安全
阿里云SSL证书双11精选,WoSign SSL国产证书优惠
2024阿里云11.11金秋云创季活动火热进行中,活动月期间(2024年11月01日至11月30日)通过折扣、叠加优惠券等多种方式,阿里云WoSign SSL证书实现优惠价格新低,DV SSL证书220元/年起,助力中小企业轻松实现HTTPS加密,保障数据传输安全。
522 3
阿里云SSL证书双11精选,WoSign SSL国产证书优惠
|
4天前
|
人工智能 自然语言处理 前端开发
用通义灵码,从 0 开始打造一个完整APP,无需编程经验就可以完成
通义灵码携手科技博主@玺哥超carry 打造全网第一个完整的、面向普通人的自然语言编程教程。完全使用 AI,再配合简单易懂的方法,只要你会打字,就能真正做出一个完整的应用。本教程完全免费,而且为大家准备了 100 个降噪蓝牙耳机,送给前 100 个完成的粉丝。获奖的方式非常简单,只要你跟着教程完成第一课的内容就能获得。
|
15天前
|
安全 数据建模 网络安全
2024阿里云双11,WoSign SSL证书优惠券使用攻略
2024阿里云“11.11金秋云创季”活动主会场,阿里云用户通过完成个人或企业实名认证,可以领取不同额度的满减优惠券,叠加折扣优惠。用户购买WoSign SSL证书,如何叠加才能更加优惠呢?
992 3
|
8天前
|
数据采集 人工智能 API
Qwen2.5-Coder深夜开源炸场,Prompt编程的时代来了!
通义千问团队开源「强大」、「多样」、「实用」的 Qwen2.5-Coder 全系列,致力于持续推动 Open Code LLMs 的发展。
|
13天前
|
机器学习/深度学习 存储 人工智能
白话文讲解大模型| Attention is all you need
本文档旨在详细阐述当前主流的大模型技术架构如Transformer架构。我们将从技术概述、架构介绍到具体模型实现等多个角度进行讲解。通过本文档,我们期望为读者提供一个全面的理解,帮助大家掌握大模型的工作原理,增强与客户沟通的技术基础。本文档适合对大模型感兴趣的人员阅读。
445 18
白话文讲解大模型| Attention is all you need