GinoGino

【每日一问】大语言模型应用中,向量检索技术是如何工作的?

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引言

在与大语言模型(LLM)驱动的各种应用交互时,我们越来越多地体验到由语义理解带来的智能与便捷。这背后,向量检索技术扮演着至关重要的角色,如同一个高效的"图书管理员",帮助 LLM 快速找到最相关的知识片段,从而给出精准的回答或生成高质量的内容。

我对向量检索技术如何支撑起 LLM 的强大能力充满好奇。这些高维的数字向量是如何被高效地组织和检索的?不同的索引算法和数据库又有哪些权衡和取舍?在构建 LLM 应用时,如何选择最适合的向量检索方案?

带着这些问题,我让 ChatGPT 进行了一番深入的调研,并整理成这份报告。

对话内容

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小记

  • 向量就像文本的"DNA": LLM 把文本变成一串串数字(向量),就像给每个词、每句话都提取了"DNA"。这些"DNA"包含了文本的语义信息,意思相近的文本,"DNA"也更相似。

  • 向量检索就像"超级搜索引擎": 有了文本的"DNA",我们就可以进行快速的相似度搜索。向量检索就像一个超级搜索引擎,但它不只看关键词,还能理解语义,找到意思相近的内容。

  • ANN 算法是"加速神器": 如果要在一大堆"DNA"里找相似的,一个个比对太慢了。ANN(近似最近邻)算法就像加速神器,它用一些巧妙的方法(比如建索引),不用全部比较就能快速找到最相似的那些。

  • HNSW、IVF、PQ,各有所长: 常见的 ANN 算法有 HNSW、IVF、PQ 等。HNSW 速度快、精度高,但占内存多;IVF 内存占用适中,速度也还行;PQ 把向量压缩存储,省空间但精度会下降。选哪个算法,要看具体情况,就像选工具一样,没有最好,只有最合适。

  • 向量数据库是"专用仓库": 向量数据库是专门用来存储和检索向量的,就像一个专门存放"DNA"的仓库。常见的向量数据库有 Faiss、Weaviate、Milvus、Pinecone 等,它们各有特点,有的速度快,有的功能全,有的容易上手。

  • 传统数据库也能存向量: 像 PostgreSQL 这样的传统数据库,也可以通过插件(pgvector)来存储和检索向量。但如果数据量特别大,或者对速度要求特别高,还是专用向量数据库更给力。

  • 混合检索是"双保险": 向量检索能理解语义,但有时会漏掉关键词。混合检索把关键词搜索和向量搜索结合起来,既能找到语义相关的,又能保证包含关键词,就像加了双保险。

  • 概念漂移是"与时俱进" 词语的意思可能会随时间变化(例如一些新的网络用语)。概念漂移是指,随着时间的推移,语言或数据的含义发生了变化,导致模型变得不准确。这需要持续关注和处理, 要定期检查模型是否需要"更新",以适应新的变化。