BlazingSQL 是基于英偉達 RAPIDS 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的 GPU 加速 SQL 引擎，可以為各種 ETL 大數(shù)據(jù)集提供 SQL 接口，并且完全運行在 GPU 之上。近日，其研發(fā)團隊宣布，BlazingSQL 基于 Apache 2.0 許可完全開源!

開源項目地址： https://github.com/blazingdb/pyBlazing/

關于 BlazingSQL

 

 

BlazingSQL 是一個基于英偉達 RAPIDS 生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建的 GPU 加速 SQL 引擎。RAPIDS 包含一組軟件庫(BlazingSQL、cuDF、cuML、cuGraph)，用來在 GPU 上執(zhí)行端到端的數(shù)據(jù)科學計算和分析管道。RAPIDS 基于 Apache Arrow 列式存儲格式，其中 cuDF 是一個 GPU DataFrame 庫，用于加載、連接、聚合、過濾和操作數(shù)據(jù)。BlazingSQL 是面向 cuDF 的 SQL 接口，具備支持大規(guī)模數(shù)據(jù)科學工作流和企業(yè)數(shù)據(jù)集的各種功能。

官方稱，BlazingSQL(幾乎)可以處理任何你想要的數(shù)據(jù)。它的前身是 BlazingDB，但因為它并不是一個數(shù)據(jù)庫，所以研發(fā)團隊將 BlazingDB 改名為 BlazingSQL。

BlazingSQL 主要特性：

查詢外部存儲數(shù)據(jù) ：僅需一行代碼就可以注冊遠程存儲解決方案，例如 Amazon S3。

簡單的 SQL：非常容易使用，運行 SQL 查詢就能得到 GPU DataFrames(GDF)的查詢結(jié)果。

互操作性：任意一個 RAPIDS 庫都可以訪問查詢到的 GDF，并用于任意的數(shù)據(jù)科學工作負載。

BlazingSQL 解決的痛點

價格昂貴：進行大規(guī)模數(shù)據(jù)科學研究通常需要包含數(shù)千臺服務器的集群，而 BlazingSQL + RAPIDS 運行相同規(guī)模的工作負載只需要其中一小部分基礎設施。

速度慢：在大型數(shù)據(jù)集上運行工作負載和查詢可能需要數(shù)小時或數(shù)天，而 BlazingSQL + RAPIDS 借助 GPU 加速可以在幾秒內(nèi)得到結(jié)果，幫助數(shù)據(jù)科學家快速迭代新模型。

復雜型：數(shù)據(jù)科學工作負載通常基于小數(shù)據(jù)集開發(fā)出原型，然后針對分布式系統(tǒng)進行重建。BlazingSQL + RAPIDS 讓用戶能夠只編寫一次代碼，并且只需要一行代碼就能動態(tài)地改變分布式集群規(guī)模。

在開發(fā)團隊看來，迄今為止，SQL 是每一個主流分析生態(tài)系統(tǒng)的支柱之一，RAPIDS 是下一代分析生態(tài)系統(tǒng)，而 BlazingSQL 是 RAPIDS 的 SQL 標準。

BlazingSQL 完全基于 cuDF 和 cuIO 構(gòu)建，這些項目的新功能會直接影響 BlazingSQL 的功能和性能。同時，由于 BlazingSQL 運行在 GDF 上，它與 RAPIDS 的所有庫都是 100%可互操作的。

如果你正在使用 RAPIDS，或者正在考慮使用 RAPIDS，BlazingSQL 將為你提供更多便利，包括但不限于：

降低代碼復雜性：SQL 語句非常簡單，你可以用單個語句替換數(shù)十到數(shù)百個 cuDF 函數(shù)調(diào)用。

連接到數(shù)據(jù)湖：你不再需要同步其他數(shù)據(jù)庫，BlazingSQL 可以查詢云端或網(wǎng)絡文件系統(tǒng)中的任意原始文件。

讓 RAPIDS 變得更快：更先進的 SQL 優(yōu)化器讓 RAPIDS 技術棧更智能地運行。

BlazingSQL 性能表現(xiàn)

目前，BlazingSQL+RAPIDS 已經(jīng)上線 Google Colab，研發(fā)團隊在 GCP 上搭建了兩個價格相當?shù)募�群，一個用于 Spark，另一個用于 BlazingSQL。他們在集群上運行端到端的數(shù)據(jù)分析工作負載：從數(shù)據(jù)湖到 ETL/ 特征工程，再到 XGBoost 訓練，并對 Spark 和 BlazingSQL 的性能進行了對比測試。

研發(fā)人員在超過兩千萬行 Netflow 數(shù)據(jù)上運行兩次相同的特定工作負載(具體實驗參見 Colab 鏈接)。首先運行 BlazingSQL + RAPIDS，然后使用 PySpark(Spark 2.4.1)再次運行，得到如下結(jié)果：

如果把從 Google Drive 中加載 CSV 到各自 DataFrame 所需的時間考慮在內(nèi)，BlazingSQL 比 Spark 快 71 倍。

 

 

如果只看 ETL 時間，則BlazingSQL 和 RAPIDS 的速度比 Spark 快 100 倍!

 

 

運行以下 Colab 演示，用戶可以使用免費英偉達 T4 GPU 資源進行同樣的測試，對 BlazingSQL 的實際效果進行驗證。

https://colab.research.google.com/drive/1EbPE9FwFur7fE2054BH9s23Kd0FiUgGo

據(jù)介紹，BlazingSQL 大部分性能提升來自團隊的內(nèi)部引擎項目，BlazingSQL 團隊的工程師們希望開發(fā)一種專為 GPU DataFrames(GDF)構(gòu)建的 GPU 執(zhí)行內(nèi)核，稱之為“SIMD 表達式解釋器”(SIMD Expression Interpreter)。研發(fā)團隊分享了一些關于 SIMD 表達式解釋器的細節(jié)，SIMD 表達式解釋器通過幾個關鍵步驟帶來提升性能：

接收多個輸入，包括 GDF 列、字面量，在不久的將來也會支持函數(shù)。

在加載這些輸入時，SIMD 表達式解釋器將對 GPU 寄存器的分配進行優(yōu)化，這可以優(yōu)化 GPU 線程占用率，并提高性能。

然后，虛擬機處理這些輸入，并生成多個輸出。假設有以下 SQL 查詢：

SELECT colA + colB * 10，sin（colA） - cos（colD）FROM tableA

在以前，BlazingSQL 會將這條查詢語句轉(zhuǎn)換為 5 個操作(+，*，sin，cos， - )，每個操作都需要單獨執(zhí)行。在使用 SIMD 表達式解釋器后，它會同時接收(colA、colB、colD)作為輸入，并在單次內(nèi)核執(zhí)行中執(zhí)行所有 5 個操作，最終生成兩個輸出。這意味著 colA 只需要加載一次，而不是兩次。

目前，SIMD 表達式解釋器支持 BlazingSQL 的過濾和投影，因此它對許多主流的 SQL 查詢都有影響。

如何使用 BlazingSQL

使用 BlazingSQL 在 Amazon S3 中查詢 CSV 文件的示例代碼：

�p更多 BlazingSQL 的操作方法參見 GitHub 項目和官方網(wǎng)站。

標簽： Spark  數(shù)據(jù)處理

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