文件 AutoTune.h

namespace faiss

实现了具有多种变体的 k-means 聚类。

版权所有 (c) Facebook, Inc. 及其附属公司。

此源代码已获得 MIT 许可,该许可位于此源树根目录中的 LICENSE 文件中。

IDSelector 旨在定义要处理的向量子集(用于删除或作为搜索的子集)

PQ4 SIMD 打包和累积函数

基本内核将 nq 查询向量与 bbs = nb * 2 * 16 向量累积,并为此生成一个输出矩阵。对于 nq * nb <= 4 很有用,否则寄存器溢出变得太大。

这些函数的实现分布在 3 个 cpp 文件中,以减少并行编译时间。模板是显式实例化的。

此文件包含用于计算距离的内核的回调。

在整个库中,向量以 float * 指针的形式提供。当在批处理中一起处理(添加/搜索)多个向量时,大多数算法都可以进行优化。在这种情况下,它们作为矩阵传递。当 n 个大小为 d 的向量以 float * x 的形式提供时,向量 i 的分量 j 是

x[ i * d + j ]

其中 0 <= i < n 并且 0 <= j < d。换句话说,矩阵始终是紧凑的。当指定矩阵的大小时,我们将其称为 n*d 矩阵,这意味着行优先存储。

I/O 函数可以读/写到文件名、文件句柄或抽象介质的对象。

读取函数返回应该使用 delete 释放的对象。这些对象中的所有引用都由该对象拥有。

倒排列表的定义 + 一些实现该接口的通用类。

由于 IVF(倒排文件)索引对于大规模用例非常有用,因此我们将与它们相关的一些函数分组到这个小型库中。大多数函数都适用于 IndexIVF 和嵌入在 IndexPreTransform 中的 IndexIVF。

在此文件中,实现了 L2 和内积之外的额外指标

实现了一些神经网络层,主要用于支持 QINCo

定义一些将转换应用于一组向量的对象。通常这些是预处理步骤。

struct AutoTuneCriterion
#include <AutoTune.h>

评估标准。返回 [0,1] 中的性能指标,越高越好。

faiss::IntersectionCriterionfaiss::OneRecallAtRCriterion 子类化

公共函数

AutoTuneCriterion(idx_t nq, idx_t nnn)
void set_groundtruth(int gt_nnn, const float *gt_D_in, const idx_t *gt_I_in)

初始化 gt_D 和 gt_I 向量。 必须在评估之前调用

参数:
  • gt_D_in – 大小为 nq * gt_nnn

  • gt_I_in – 大小为 nq * gt_nnn

virtual double evaluate(const float *D, const idx_t *I) const = 0

评估标准。

参数:
  • D – 大小为 nq * nnn

  • I – 大小为 nq * nnn

返回值:

标准,介于 0 和 1 之间。越大越好。

inline virtual ~AutoTuneCriterion()

公共成员

idx_t nq

此标准评估的查询数量

idx_t nnn

查询应请求的 NNs 数量

idx_t gt_nnn

评估标准所需的 GT NNs 的数量

std::vector<float> gt_D

真实距离(大小为 nq * gt_nnn)

std::vector<idx_t> gt_I

真实索引(大小为 nq * gt_nnn)

struct OneRecallAtRCriterion : public faiss::AutoTuneCriterion

公共函数

OneRecallAtRCriterion(idx_t nq, idx_t R)
virtual double evaluate(const float *D, const idx_t *I) const override

评估标准。

参数:
  • D – 大小为 nq * nnn

  • I – 大小为 nq * nnn

返回值:

标准,介于 0 和 1 之间。越大越好。

inline ~OneRecallAtRCriterion() override
void set_groundtruth(int gt_nnn, const float *gt_D_in, const idx_t *gt_I_in)

初始化 gt_D 和 gt_I 向量。 必须在评估之前调用

参数:
  • gt_D_in – 大小为 nq * gt_nnn

  • gt_I_in – 大小为 nq * gt_nnn

公共成员

idx_t R
idx_t nq

此标准评估的查询数量

idx_t nnn

查询应请求的 NNs 数量

idx_t gt_nnn

评估标准所需的 GT NNs 的数量

std::vector<float> gt_D

真实距离(大小为 nq * gt_nnn)

std::vector<idx_t> gt_I

真实索引(大小为 nq * gt_nnn)

struct IntersectionCriterion : public faiss::AutoTuneCriterion

公共函数

IntersectionCriterion(idx_t nq, idx_t R)
virtual double evaluate(const float *D, const idx_t *I) const override

评估标准。

参数:
  • D – 大小为 nq * nnn

  • I – 大小为 nq * nnn

返回值:

标准,介于 0 和 1 之间。越大越好。

inline ~IntersectionCriterion() override
void set_groundtruth(int gt_nnn, const float *gt_D_in, const idx_t *gt_I_in)

初始化 gt_D 和 gt_I 向量。 必须在评估之前调用

参数:
  • gt_D_in – 大小为 nq * gt_nnn

  • gt_I_in – 大小为 nq * gt_nnn

公共成员

idx_t R
idx_t nq

此标准评估的查询数量

idx_t nnn

查询应请求的 NNs 数量

idx_t gt_nnn

评估标准所需的 GT NNs 的数量

std::vector<float> gt_D

真实距离(大小为 nq * gt_nnn)

std::vector<idx_t> gt_I

真实索引(大小为 nq * gt_nnn)

struct OperatingPoint
#include <AutoTune.h>

维护一个实验结果列表。每个操作点是一个 (perf, t, key) 三元组,其中 perf 越高且 t 越低越好。 key 字段是操作点的任意标识符。

包括用于提取 (perf, t) 空间中的 Pareto 最优操作点的原语。

公共成员

double perf

性能指标 (Criterion 的输出)

double t

相应的执行时间 (毫秒)

std::string key

标识此操作点的键

int64_t cno

整数标识符

struct OperatingPoints

公共函数

OperatingPoints()
int merge_with(const OperatingPoints &other, const std::string &prefix = "")

将其他操作点添加到此操作点,并为键添加前缀

void clear()
bool add(double perf, double t, const std::string &key, size_t cno = 0)

添加一个性能指标。返回它是否是一个最佳点

double t_for_perf(double perf) const

获取达到给定性能指标所需的时间

void display(bool only_optimal = true) const

易于阅读的输出

void all_to_gnuplot(const char *fname) const

输出为易于gnuplot消化的格式

void optimal_to_gnuplot(const char *fname) const

公共成员

std::vector<OperatingPoint> all_pts

所有操作点

std::vector<OperatingPoint> optimal_pts

最佳操作点,按性能排序

struct ParameterRange
#include <AutoTune.h>

参数的可能值,从最不昂贵/准确到最昂贵/准确排序

公共成员

std::string name
std::vector<double> values
struct ParameterSpace
#include <AutoTune.h>

使用关于Faiss索引的先验知识来提取可调参数。

faiss::gpu::GpuParameterSpace 继承

公共函数

ParameterSpace()
size_t n_combinations() const

组合数量,= 值大小的乘积

bool combination_ge(size_t c1, size_t c2) const

返回组合 c1 >= c2 在元组意义上是否成立

std::string combination_name(size_t cno) const

获取组合的字符串表示形式

void display() const

在 stdout 上打印描述

ParameterRange &add_range(const std::string &name)

添加一个新参数(如果已存在则返回它)

virtual void initialize(const Index *index)

使用合理的参数初始化索引

void set_index_parameters(Index *index, size_t cno) const

在索引上设置参数组合

void set_index_parameters(Index *index, const char *param_string) const

设置由字符串描述的参数组合

virtual void set_index_parameter(Index *index, const std::string &name, double val) const

设置其中一个参数,返回设置是否成功

void update_bounds(size_t cno, const OperatingPoint &op, double *upper_bound_perf, double *lower_bound_t) const

对于给定的另一个操作点 op,找到配置 cno 的性能上限和 t 的下限

void explore(Index *index, size_t nq, const float *xq, const AutoTuneCriterion &crit, OperatingPoints *ops) const

探索操作点

参数:
  • index – 要运行的索引

  • xq – 查询向量 (大小为 nq * index.d)

  • crit – 选择标准

  • ops – 结果操作点

inline virtual ~ParameterSpace()

公共成员

std::vector<ParameterRange> parameter_ranges

所有可调整的参数

int verbose

探索期间的详细程度

int n_experiments

优化期间的实验次数 (0 = 尝试所有组合)

size_t batchsize

一次提交的最大查询数。

bool thread_over_batches

在批次上使用多线程 (对于基准测试独立的单次搜索很有用)

double min_test_duration

多次运行测试,直到它们至少达到此持续时间(以避免在 MT 模式下抖动)