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Ricerca vettoriale per Amazon DocumentDB

La ricerca vettoriale è un metodo utilizzato nell'apprendimento automatico per trovare punti dati simili a un dato punto dati confrontando le relative rappresentazioni vettoriali utilizzando metriche di distanza o somiglianza. Più i due vettori sono vicini nello spazio vettoriale, più gli elementi sottostanti vengono considerati simili. Questa tecnica aiuta a catturare il significato semantico dei dati. Questo approccio è utile in varie applicazioni, come i sistemi di raccomandazione, l'elaborazione del linguaggio naturale e il riconoscimento delle immagini.

La ricerca vettoriale per Amazon DocumentDB combina la flessibilità e la ricca capacità di interrogazione di JSON un database di documenti basato sulla potenza della ricerca vettoriale. Se desideri utilizzare i dati esistenti di Amazon DocumentDB o una struttura di dati documentale flessibile per creare casi d'uso di machine learning e intelligenza artificiale generativa, come esperienza di ricerca semantica, consigli di prodotti, personalizzazione, chatbot, rilevamento di frodi e rilevamento di anomalie, la ricerca vettoriale per Amazon DocumentDB è la scelta ideale per te. La ricerca vettoriale è disponibile nei cluster basati su istanze di Amazon DocumentDB 5.0.

Inserimento di vettori

Per inserire vettori nel tuo database Amazon DocumentDB, puoi utilizzare i metodi di inserimento esistenti:

Esempio

Nell'esempio seguente, viene creata una raccolta di cinque documenti all'interno di un database di test. Ogni documento include due campi: il nome del prodotto e l'incorporamento vettoriale corrispondente.

db.collection.insertMany([
  {"product_name": "Product A", "vectorEmbedding": [0.2, 0.5, 0.8]},
  {"product_name": "Product B", "vectorEmbedding": [0.7, 0.3, 0.9]},
  {"product_name": "Product C", "vectorEmbedding": [0.1, 0.2, 0.5]},
  {"product_name": "Product D", "vectorEmbedding": [0.9, 0.6, 0.4]},
  {"product_name": "Product E", "vectorEmbedding": [0.4, 0.7, 0.2]}
]);

Creazione di un indice vettoriale

Amazon DocumentDB supporta sia l'indicizzazione Hierarchical Navigable Small World (HNSW) che i metodi di indicizzazione Inverted File with Flat Compression (). IVFFlat Un IVFFlat indice separa i vettori in elenchi e successivamente cerca un sottoinsieme selezionato di quegli elenchi più vicini al vettore di query. D'altra parte, un HNSW indice organizza i dati vettoriali in un grafico a più livelli. Sebbene HNSW abbia tempi di compilazione più lenti rispetto aIVFFlat, offre prestazioni di query e richiamo migliori. Al contrarioIVFFlat, non HNSW prevede alcuna fase di formazione, il che consente la generazione dell'indice senza alcun caricamento iniziale dei dati. Per la maggior parte dei casi d'uso, consigliamo di utilizzare il tipo di HNSW indice per la ricerca vettoriale.

Se non crei un indice vettoriale, Amazon DocumentDB esegue una ricerca esatta del vicino più vicino, assicurando un richiamo perfetto. Tuttavia, negli scenari di produzione, la velocità è fondamentale. Consigliamo di utilizzare indici vettoriali, che potrebbero sostituire alcuni richiami in cambio di una maggiore velocità. È importante notare che l'aggiunta di un indice vettoriale può portare a risultati di query diversi.

Modelli

È possibile utilizzare quanto segue createIndex o i runCommand modelli per creare un indice vettoriale su un campo vettoriale:

Using createIndex

In alcuni driver, come mongosh e Java, l'utilizzo dei vectorOptions parametri in createIndex può causare un errore. In questi casi, si consiglia di utilizzare: runCommand

db.collection.createIndex(
  { "<vectorField>": "vector" },
  { "name": "<indexName>",
    "vectorOptions": {
      "type": " <hnsw> | <ivfflat> ",
      "dimensions": <number_of_dimensions>,
      "similarity": " <euclidean> | <cosine> | <dotProduct> ",
      "lists": <number_of_lists> [applicable for IVFFlat],
      "m": <max number of connections> [applicable for HNSW],
      "efConstruction": <size of the dynamic list for index build> [applicable for HNSW]
    }
  }
);

Using runCommand

In alcuni driver, come mongosh e Java, l'utilizzo dei vectorOptions parametri in createIndex può causare un errore. In questi casi, si consiglia di utilizzare: runCommand

db.runCommand(
  { "createIndexes": "<collection>", 
  "indexes": [{
      key: { "<vectorField>": "vector" },
      vectorOptions: {
          type: " <hnsw> | <ivfflat> ",
          dimensions: <number of dimensions>,
          similarity: " <euclidean> | <cosine> | <dotProduct> ",
          lists: <number_of_lists> [applicable for IVFFlat],
          m: <max number of connections> [applicable for HNSW],
          efConstruction: <size of the dynamic list for index build> [applicable for HNSW]
          },
      name: "myIndex" 
      }] 
  }
);

È importante impostare il valore dei sottoparametri, ad esempio lists for IVFFlat m e efConstruction for, in HNSW modo appropriato, poiché ciò influirà sulla precisione/richiamo, sui tempi di compilazione e sulle prestazioni della ricerca. Un valore di elenco più alto aumenta la velocità della query in quanto riduce il numero di vettori in ogni elenco, con conseguenti aree più piccole. Tuttavia, una dimensione dell'area più piccola può portare a più errori di richiamo, con conseguente minore precisione. InfattiHNSW, aumentando il valore m e la precisione dell'indice, si efConstruction aumentano anche i tempi e le dimensioni di costruzione dell'indice. Fare riferimento agli esempi riportati di seguito:

Examples (Esempi)

HNSW

db.collection.createIndex(
  { "vectorEmbedding": "vector" },
  { "name": "myIndex",
    "vectorOptions": {
      "type": "hnsw",
      "dimensions": 3,
      "similarity": "euclidean",
      "m": 16,
      "efConstruction": 64
    }
  }
);

IVFFlat

db.collection.createIndex(
  { "vectorEmbedding": "vector" },
  { "name": "myIndex",
    "vectorOptions": {
      "type": "ivfflat",
      "dimensions": 3,
      "similarity": "euclidean",
      "lists":1
    }
  }
)

Ottenere una definizione dell'indice

Puoi visualizzare i dettagli dei tuoi indici, inclusi gli indici vettoriali, usando il comando: getIndexes

Esempio

db.collection.getIndexes()

Output di esempio

[
 {
  "v" : 4,
  "key" : {
   "_id" : 1
  },
  "name" : "_id_",
  "ns" : "test.collection"
 },
 {
  "v" : 4,
  "key" : {
   "vectorEmbedding" : "vector"
  },
  "name" : "myIndex",
  "vectorOptions" : {
   "type" : "ivfflat",
   "dimensions" : 3,
   "similarity" : "euclidean",
   "lists" : 1
  },
  "ns" : "test.collection"
 }
]

Interrogazione dei vettori

Modello di interrogazione vettoriale

Utilizzate il seguente modello per interrogare un vettore:

db.collection.aggregate([
  {
    $search: {
      "vectorSearch": {
        "vector": <query vector>, 
        "path": "<vectorField>", 
        "similarity": "<distance metric>",
        "k": <number of results>,
        "probes":<number of probes> [applicable for IVFFlat],
        "efSearch":<size of the dynamic list during search> [applicable for HNSW]
      }
    }
  }
]);

È importante regolare con precisione il valore di efSearch (HNSW) o probes (IVFlat) per ottenere le prestazioni e la precisione desiderate. Vedi le seguenti operazioni di esempio:

HNSW

db.collection.aggregate([
  {
    $search: {
      "vectorSearch": {
        "vector": [0.2, 0.5, 0.8], 
        "path": "vectorEmbedding", 
        "similarity": "euclidean",
        "k": 2,
        "efSearch": 40
      }
    }
  }
]);

IVFFlat

db.collection.aggregate([
  {
    $search: {
      "vectorSearch": {
        "vector": [0.2, 0.5, 0.8], 
        "path": "vectorEmbedding", 
        "similarity": "euclidean",
        "k": 2,
        "probes": 1
      }
    }
  }
]);

Output di esempio

L'aspetto dell'output di questa operazione è simile al seguente.

{ "_id" : ObjectId("653d835ff96bee02cad7323c"), "product_name" : "Product A", "vectorEmbedding" : [ 0.2, 0.5, 0.8 ] }
{ "_id" : ObjectId("653d835ff96bee02cad7323e"), "product_name" : "Product C", "vectorEmbedding" : [ 0.1, 0.2, 0.5 ] }

Caratteristiche e limitazioni

Compatibilità delle versioni

Vettori

Indici

Interrogazione vettoriale

Best practice

Scopri le best practice per lavorare con la ricerca vettoriale in Amazon DocumentDB. Questa sezione viene continuamente aggiornata man mano che vengono identificate nuove best practice.

Risorse