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    AI自己寫代碼管理數(shù)據(jù)庫?國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫怎么看

    2023年04月06日 16:35:33   來源:光錐智能

      文|光錐智能,作者|劉雨琦

      “23.44°到23.47°。”

      這是在《流浪地球2》中,十臺地球發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射測試產(chǎn)生的0.03度角位移,而就是這0.03度印證了“移山計(jì)劃”的可行性。讓地球遷移計(jì)劃從“有可能”變?yōu)榱思榷ㄊ聦?shí)。

      于當(dāng)下這個(gè)節(jié)點(diǎn)而言,ChatGPT便是那0.03度的角位移。它的出現(xiàn)讓很多趨勢成為了既定事實(shí)。這其中,并不只是對通用大模型等顯性特征達(dá)成一致,而是對當(dāng)前的技術(shù)架構(gòu)有著根源性的重構(gòu)。

      數(shù)據(jù)庫的云原生化便是其中之一。以往提到云原生,無外乎是隨著企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的爆發(fā)式需求,將數(shù)據(jù)庫遷移上云能夠大幅度降本,對于云原生的探索更多集中在高彈性、高可用性、資源解耦等技術(shù)優(yōu)勢。

      但從根本上,云原生與大模型的關(guān)系,就像新能源與智能化,云智一體不是成本的最優(yōu)解,而是AI發(fā)展的必要條件。

      國內(nèi)外的云巨頭們早就開始了提前布局。在阿里云瑤池?cái)?shù)據(jù)庫峰會中,基于阿里云原生數(shù)據(jù)庫Polar DB推出了一體化HTAP數(shù)據(jù)庫;騰訊云云原生數(shù)據(jù)庫TDSQL-C打榜TPC-C破世界紀(jì)錄;螞蟻集團(tuán)云原生時(shí)序數(shù)據(jù)庫CeresDB 1.0正式發(fā)布;Amazon Aurora Serverless v2將在中國區(qū)域上線。

      “未來接觸AI之后,業(yè)務(wù)的迭代速度會越來越快,業(yè)務(wù)都要為企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。這個(gè)過程中要求快速迭代、穩(wěn)定、低成本、彈性,‘又快又穩(wěn)定’這對于系統(tǒng)的要求是非常矛盾的。今天能夠解決這個(gè)系統(tǒng)問題的架構(gòu),就是云原生架構(gòu),所以說今天云原生架構(gòu)是所有系統(tǒng)演進(jìn)的未來。”阿里云數(shù)據(jù)庫解決方案專家李圣陶判斷道。

      這意味著我們將進(jìn)入一個(gè)全面云原生化的時(shí)代。不只是數(shù)據(jù)庫的云原生,更多應(yīng)該發(fā)生在應(yīng)用的云原生、基礎(chǔ)設(shè)施的云原生中,云原生數(shù)據(jù)庫是一個(gè)起點(diǎn),也是撬動(dòng)下一個(gè)時(shí)代的關(guān)鍵扳手。一、AI for DB,DB for AI

      云原生是迎接智能化時(shí)代的基礎(chǔ)條件,智能化是云原生數(shù)據(jù)庫新的牽引力,二者相輔相成并呈螺旋式上升。

      阿里云數(shù)據(jù)產(chǎn)品事業(yè)部負(fù)責(zé)人李飛飛認(rèn)為,這分為兩個(gè)部分:AI for DB,DB for AI。

      目前,AI for DB,智能化技術(shù)大多運(yùn)用在數(shù)據(jù)庫的運(yùn)維的環(huán)節(jié),比如異常檢測、HA切換、參數(shù)調(diào)參、多維分析等數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)。

      在智能化之前,數(shù)據(jù)庫的運(yùn)維主要依靠云資源池化、分層解耦(存算分離)和人工服務(wù)實(shí)現(xiàn)混合數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理。然而隨著數(shù)字時(shí)代數(shù)據(jù)庫架構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境日趨復(fù)雜,數(shù)據(jù)庫種類也從單一產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌闲蜕虡I(yè)數(shù)據(jù)庫和開源數(shù)據(jù)庫的組合,依靠人工運(yùn)維顯得捉襟見肘。

      AI for DB的核心在于利用機(jī)器學(xué)習(xí),能夠給予海量運(yùn)行數(shù)據(jù)形成智能運(yùn)維模型,自動(dòng)化處理各項(xiàng)任務(wù),例如自動(dòng)管理計(jì)算與存儲資源、自動(dòng)防范惡意訪問與攻擊、主動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫智能調(diào)優(yōu)等。

      舉個(gè)簡單的例子,參數(shù)調(diào)參的本質(zhì)和自動(dòng)駕駛的參數(shù)一樣,何時(shí)打方向盤、何時(shí)踩剎車對系統(tǒng)而言都是一些固定的參數(shù)設(shè)置。傳統(tǒng)的調(diào)參方式往往是“經(jīng)驗(yàn)調(diào)參”,需要不斷試錯(cuò)不斷總結(jié),而將機(jī)器學(xué)習(xí)能力應(yīng)用在運(yùn)維系統(tǒng)里,在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時(shí),ML便能通過學(xué)習(xí)和分析,靈活調(diào)優(yōu),最終在每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能達(dá)到最優(yōu)的參數(shù)設(shè)置。

      同類型的應(yīng)用還有很多,比如自定義備份策略、自動(dòng)在線升級修復(fù)BUG、監(jiān)控自定義報(bào)警燈等等。對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫運(yùn)維方式大幅提效。

      如果說AI for DB解決的是當(dāng)下效率問題,那DB for AI解決的便是AI2.0時(shí)代“入場券”問題。

      在AI 2.0時(shí)代,DB for AI一個(gè)最大的變化是多模態(tài)數(shù)據(jù)處理一體化。包括不限于時(shí)序數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、寬表數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、圖數(shù)據(jù)等等融合在一起,為AIGC所需的多模態(tài)數(shù)據(jù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

      此前,數(shù)據(jù)庫按照數(shù)據(jù)類型被分為各類垂直數(shù)據(jù)庫,這也是同一個(gè)企業(yè)采購多個(gè)數(shù)據(jù)庫的原因,而多個(gè)數(shù)據(jù)庫之間的不互通,又給了運(yùn)維平臺相當(dāng)大的挑戰(zhàn),但在AIGC和多模態(tài)大模型等需求下,對數(shù)據(jù)類型和質(zhì)量的要求都會提高。

      另一個(gè)方面的挑戰(zhàn)是,對于數(shù)據(jù)庫廠商而言,需要提供靈活的模型導(dǎo)入能力和接口,可以把第三方以及客戶自己的模型一鍵導(dǎo)入,并且支持模型的數(shù)據(jù)庫存儲和使用,在各種各樣的應(yīng)用中完成所需要的推理。

      目前,國內(nèi)外廠商都已經(jīng)開始聞風(fēng)而動(dòng)。從全球局勢來看,多模態(tài)數(shù)據(jù)跑在最前面的仍是微軟Azure。Azure Cosmos DB支持文檔、鍵值對、列族和圖形數(shù)據(jù),并支持Serverless(無服務(wù))選項(xiàng),用戶可以按需付費(fèi),不必預(yù)配和維護(hù),這使Azure Cosmos DB更加具有彈性,能夠快速縮放,大大提高了多模數(shù)據(jù)庫的易用性。

      而AWS的多模數(shù)據(jù)庫Amazon Neptune本質(zhì)上是一種高性能的圖形數(shù)據(jù)庫,支持圖形數(shù)據(jù)模型和SPARQL查詢語言,雖然支持鍵值對數(shù)據(jù)模型,但可操作性十分有限。

      國內(nèi),阿里云在剛剛過去的阿里云瑤池?cái)?shù)據(jù)庫峰會中,發(fā)布了Lindorm靈動(dòng)多模態(tài)數(shù)據(jù)庫,據(jù)李飛飛介紹,Lindorm 多模數(shù)據(jù)庫具備多模數(shù)據(jù)處理能力,還集成了AI能力,能夠生成視頻、圖表等AI生成式內(nèi)容。用戶只需寫幾段SQL語言,即可在數(shù)據(jù)庫內(nèi)完成模型的部署和推理,快速搭建AI應(yīng)用的平臺。

      在AIGC蓬勃發(fā)展的當(dāng)下,國內(nèi)多模態(tài)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展也將成為通往數(shù)據(jù)智能時(shí)代的重要支撐。 二、云原生走進(jìn)2.0

      受智能化的引力牽引,云原生從1.0快速進(jìn)入了2.0時(shí)代。

      關(guān)于云原生2.0時(shí)代與1.0最大的區(qū)別,李飛飛認(rèn)為是“四化”:云原生化、平臺化、一體化、智能化。而騰訊云總裁邱岳鵬則認(rèn)為是:一體化、敏捷調(diào)用、數(shù)智融合和開箱即用。

      即便說法不同,但一體化的趨勢是確定無疑的。

      在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,不同的分類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的類型不同。比如按照功能分類,分為:OLTP、OLAP;按照數(shù)據(jù)種類分,分為時(shí)序數(shù)據(jù)庫、鍵值數(shù)據(jù)庫、圖數(shù)據(jù)庫等;按照數(shù)據(jù)庫架構(gòu)分,分為分布式數(shù)據(jù)庫、集中式數(shù)據(jù)庫。

      這種復(fù)雜程度,也是數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)軟件“三駕馬車”難以攻克的關(guān)鍵點(diǎn)之一。

      然而在云原生2.0時(shí)代,一體化不再只是軟硬件的一體化,也不只是數(shù)據(jù)形式的“大雜燴”,更重要的是TP和AP的一體化提高效率,分布式集中式的一體化降低成本。

      在去年,已經(jīng)有部分廠商如OceanBase、PolarDB、TDSQL-H、TiDB等都實(shí)現(xiàn)了 HTAP,幾乎成為了新興數(shù)據(jù)庫的必選項(xiàng)。Gartner也提出HTAP已經(jīng)成為了全球范圍內(nèi)新一代數(shù)據(jù)庫入場的籌碼,兼具AP和TP能力,將打破數(shù)據(jù)棧的割裂狀態(tài),最終讓數(shù)據(jù)集中在簡單易用、安全可靠、高性價(jià)比的數(shù)據(jù)平臺。

      不過,過去的HTAP通常只是同一廠商TP和AP的簡單“捏合”,品牌是統(tǒng)一的,但支持交易和分析的時(shí)候有不同架構(gòu)和部署形態(tài)來適應(yīng)負(fù)載。李飛飛也直言:“過去的HTAP的T和H是兩個(gè)完全獨(dú)立的引擎,因?yàn)镸PP(大規(guī)模并行處理)和ACID(數(shù)據(jù)庫事物正確執(zhí)行四要素)的要求不同,除非犧牲數(shù)據(jù)的一致性和可見性,在一個(gè)引擎里,又想做行、又想做列的MPP,幾乎不可能。”

      阿里云的解決辦法是基于Polar DB的輕量化,通過內(nèi)嵌DPS(統(tǒng)計(jì)軟件)讓數(shù)據(jù)同步、實(shí)時(shí)可見,將可見性和一致性大幅提升,同時(shí)統(tǒng)一的控制臺和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)API,盡可能弱化從A到T過程中的消耗,在體感上達(dá)到無縫流通。

      阿里云瑤池將云原生數(shù)據(jù)庫PolarDB和云原生數(shù)據(jù)倉庫AnalyticDB打通融合后,為企業(yè)提供統(tǒng)一入口,兼具數(shù)據(jù)處理與分析能力,為用戶帶來一站式的數(shù)據(jù)庫使用體驗(yàn)。

      騰訊云TDSQL-H在方向上與阿里云大體一致,只不過實(shí)現(xiàn)的方式有所不同。騰訊云針對白天營業(yè)狀態(tài)時(shí)TP場景更多,夜間營業(yè)狀態(tài)AP場景更多,進(jìn)行了動(dòng)態(tài)調(diào)整,通過并發(fā)控制、內(nèi)存控制、資源彈性劃分以及參數(shù)自動(dòng)調(diào)解等方式,提供完全透明的、單系統(tǒng)的HTAP方案。

      另一方面,集中式和分布式的界限也在逐漸模糊。

      “未來,基于云原生架構(gòu),集中式和分布式不再如長江、黃河一樣涇渭分明,轉(zhuǎn)化可以做得非常平滑,因?yàn)橘Y源池化,集中式和分布式也可以一體化。”李飛飛講道。

      事實(shí)上,這也是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的一個(gè)核心痛點(diǎn)。集中式和分布式是完全以數(shù)據(jù)庫架構(gòu)為出發(fā)點(diǎn),而不考慮業(yè)務(wù)需求?蛻舻囊缶褪怯帽M可能低的成本、盡可能高的效率完成任務(wù),這背后是集中式還是分布式,并不重要。

      這與云原生的“資源池化”和“資源解耦”能力有很大的關(guān)系。

      資源池化中的典型代表是湖倉一體。本質(zhì)是把MPP和BSP(商業(yè)資源數(shù)據(jù)庫)融合起來,無論是在線、離線、調(diào)度、混合負(fù)載,都可以在同一個(gè)數(shù)據(jù)湖中完成,且做到互不干擾,這是正在發(fā)生和接下來HTAP要突破的技術(shù)。

      云原生1.0的資源解耦主要是存儲和計(jì)算的解耦,雙并行作業(yè)提高效率。而云原生2.0則是CPU、內(nèi)存、存儲三層解耦,更容易實(shí)現(xiàn)云上資源秒級擴(kuò)容和高可用、高可靠能力。

      基于架構(gòu)的一體化,云原生2.0的另一個(gè)特點(diǎn)就是平臺化。正所謂“合久必分、分久必合”,一個(gè)數(shù)據(jù)庫“打天下”解決所有問題的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束了,取而代之的是用平臺化的思維構(gòu)建多個(gè)引擎,基于平臺提供一站式的能力和解決方案,這是平臺化的核心。

      總的來說,云原生2.0時(shí)代,不再是簡單的節(jié)省成本,而是基于云原生架構(gòu)的廣袤空間,對當(dāng)下的云數(shù)據(jù)庫進(jìn)行根本性的改造,從而適應(yīng)越來越快的數(shù)據(jù)時(shí)代。 三、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫換道超車

      從整個(gè)數(shù)據(jù)庫行業(yè)來看,把握住了云原生趨勢,也就抓住了國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫換道超車的最佳機(jī)會。

      據(jù)中國信通院發(fā)布的《數(shù)據(jù)庫發(fā)展研究報(bào)告2021》統(tǒng)計(jì),2025年中國的數(shù)據(jù)庫市場規(guī)模將達(dá)到688億元,5年年復(fù)合增長率達(dá)23.4%。目前,海外巨頭仍占據(jù)國內(nèi)數(shù)據(jù)庫市場較大份額,但國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫經(jīng)歷多年沉淀,已經(jīng)具備較強(qiáng)的競爭力。

      全球范圍內(nèi)的競爭潛力,都在“云原生數(shù)據(jù)庫”這匹黑馬上。Gartner預(yù)測,到2023年,75%的數(shù)據(jù)庫都要跑在云平臺上,且從2019年開始,Gartner便不再將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的性能納入評價(jià)指標(biāo)。

      在這張紛繁復(fù)雜的排名變化圖中,透露了幾個(gè)重要信號。

      從2011年-2021年,數(shù)據(jù)庫十年變局分為三個(gè)重要階段:

      2011年-2013年,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫幾乎壟斷了整個(gè)市場,Oracle、IBM、SAP等傳統(tǒng)廠商一騎絕塵;

      2013年開始,以AWS為首的云廠商殺入,云數(shù)據(jù)庫進(jìn)入了一段高速增長期。2014年阿里云進(jìn)入、2015年華為云進(jìn)入、2016年騰訊云和Snowflake進(jìn)入,至2018年,云廠商們陡坡逆行,從小透明突破到前十的位置;

      2018年之后,進(jìn)入了一段穩(wěn)定增長期,直至2020年,微軟搶占了Oracle長達(dá)近10年的霸主地位;2021年,AWS也領(lǐng)先Oracle成為了第三名,前五名中,有三名均是云廠商;前十名中,有7名均是云廠商。

      Gartner報(bào)告顯示,云數(shù)據(jù)庫現(xiàn)在創(chuàng)造了392億美元的收入,占所有數(shù)據(jù)庫的49%以上。

      而以云廠商為代表的云原生數(shù)據(jù)庫增長速度之快、突破力之強(qiáng),在短短五年內(nèi)徹底打亂了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的市場格局,同時(shí)也保持了較強(qiáng)的持久力。

      以谷歌為例,其整體市場增長率幾乎翻了三倍,取代了IBM和SAP,成為了全球第四大數(shù)據(jù)庫提供商。Snowflake從誕生起便采用了云原生架構(gòu),即便在2016年才剛剛問世,也一路突圍,目前僅次于騰訊,成為了云數(shù)據(jù)庫中市值最高的獨(dú)角獸企業(yè)。

      國際市場云原生數(shù)據(jù)庫的突破力在國內(nèi)市場同理。據(jù)IDC統(tǒng)計(jì),2021年H2,本地部署數(shù)據(jù)庫格局仍以O(shè)racle為首,但云部署已經(jīng)打開局面,且呈現(xiàn)了更加多樣化的競爭格局。

      種種數(shù)據(jù)表明,云數(shù)據(jù)庫已經(jīng)從趨勢成為了既定事實(shí)和發(fā)展前提,也是未來國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫“去O”的關(guān)鍵手段。

      而在智能化時(shí)代,數(shù)據(jù)庫走過了第一階段又立刻向第二階段啟航,以阿里云、華為云、騰訊云數(shù)據(jù)庫為代表的,更強(qiáng)的云資源、云能力、云平臺支撐下數(shù)據(jù)庫,一方面帶領(lǐng)國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫換道超車,另一方面也在為智能化的爆發(fā),做全面準(zhǔn)備。

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