BlazingSQL善用GPU優勢，相同硬體花費但運算效率卻比Apache Spark高20倍

分散式GPU SQL引擎BlazingSQL最新版本應用程式與Apache Spark測試比較，在執行相同工作負載且維持相同成本的條件下，BlazingSQL的執行效能是Apache Spark的20倍。

在去年10月才對外發布的BlazingSQL，是採用RAPIDS資料科學框架的GPU加速SQL引擎，RAPIDS為一個全GPU端到端資料科學工作管線的開源函式庫集，BlazingSQL擴展了RAPIDS，並讓使用者以Apache Arrow在GPU記憶體中執行SQL查詢。

在一月的時候，BlazingSQL先進行了一次效能實驗，他們在Google雲端平臺上建立了Apache Spark以及BlazingSQL兩個叢集，為維持相同成本配置，Apache Spark叢集使用8個8 CPU的節點，在BlazingSQL叢集使用一個搭載Tesla V1000 GPU與10個CPU的節點，官方提到，這兩種硬體配置每月的支出約都在1500美元左右。

官方在GitHub公開了測試程式碼，他們讓這兩個叢集執行相同的端到端分析工作負載，對資料進行特徵萃取工程，並以機器學習函式庫XGBoost進行訓練。對兩種大小的資料集進行測試，BlazingSQL的執行速度比Apache Spark快了5倍。

而現在他們又再次對新版BlazingSQL做了一次基準測試，執行與上次相同的工作負載並在成本相當的條件下，BlazingSQL的執行速度是Apache Spark的20倍。在新測試中，除了BlazingSQL叢集用了Nvidia的T4 GPU，還改善了BlazingSQL中的SIMD Expression Interpreter。

官方表示，雖然T4是一顆入門級的GPU，價格較便宜但是卻擁有良好的效能，比起前一個實驗他們所使用的V100，價格便宜許多，因此將成本列入比較的限制時，這次Apache Spark叢集使用的節點也降低至4 CPU，以維持相同的成本支出。

不過，官方表示，這次試驗大部分的效能增加，是來自於引擎的改進。BlazingSQL正在發展一個專為GPU DataFrames（GDF）打造的GPU執行核心SIMD表達式直譯器（SIMD Expression Interpreter）。SIMD表達式直譯器可以讓系統同時接收多重輸入，包括GDF欄位、文字，並在未來將能支援函式。

當系統載入這些輸入時，SIMD表達式直譯器能夠最佳化GPU上暫存器的配置，因此能進一步最佳化GPU執行緒的占用率以及效能，讓虛擬機器能同時處理多重輸入以及輸出，官方舉例，過去BlazingSQL處理SELECT colA + colB * 10, sin(colA) — cos(colD) FROM tableA，會將該查詢轉換成+、*、 sin、cos和—等5個單獨的運算，最後產生兩個輸出，SIMD表達式直譯器則使用colA、colB和colD三個輸入，並在單個核心執行全部5種運算，而後產生兩個輸出。官方表示。以這樣的方式系統只需要載入一次colA、colB和colD，而非原本的兩次。

目前SIMD Expression Interpreter的進度只能支援過濾器和投影運算，但已經能加速大多數的熱門SQL運算。由於BlazingSQL仍處在發展初期，目前仍在0.2版本，官方也坦承說，BlazingSQL目前只能以單節點和單GPU執行，因此他們在實驗上限制了運算資料量。