嬴图Powerhouse (v5) 基于C++实现，采用了全新的混合架构，具备高性能图计算能力和卓越的可扩展性。
架构介绍
嬴图Powerhouse（v5）架构
图处理系统常常面临数据本地性（Data Locality）和计算效率的权衡。传统分布式计算集群虽然支持横向扩展，但由于其通用设计，难以维持最佳的数据本地性。相对而言，专用的高密度计算（HDC, High Density Computing）集群虽然有着出色的内存效率，但在面对多样化弹性图工作负载时，也会缺乏所需的可扩展性和灵活性。
嬴图Powerhouse (v5) 通过无缝整合可扩展性和最佳性能，弥合了这一差距。它确保高效图遍历和计算的同时，既能满足企业级大规模图需求（十亿万计节点），也能提供弹性动态工作负载所需的灵活性。
嬴图Powerhouse (v5) 架构的四大主要组成部分为：
分片服务器
分片是指将数据库中的大型图拆分为更小的块（称为分片）并存储在多个服务器（或实例）上。这使得数据库能够水平扩展，从而提高总体存储容量。
分片有以下核心概念：
sharding_key：图中数据的特定属性（如_id），用于确定数据在多个分片中的分布方式。sharding_function：一种以sharding_key为输入，并将其映射到存储数据的分片的函数。shard_id：分片的唯一标识符，通常依照顺序编号（如1，2，3，……）。
嬴图数据库采用以点为中心的分片逻辑，每个分片包含图中点的不重叠且大小均衡的子集。分配给点的shard_id计算方式如下：
为实现高效图遍历，每条边连同两个端点会被存储两次：点A分片存储一条出边（A->B），点B分片存储一条入边（B<-A）。
每个分片服务器同样负责计算。通过智能分片最大化数据本地性和最小化跨实例通信开销后，可以实现高性能图查询和分布式算法。直接访问本地数据意味着可以在分片上进行计算，既避免了高成本的数据传输，又能提供超高速的性能。
每个分片具备多副本（Multi-replica）数据存储，保留多份数据副本。此策略增强整体弹性，确保高可用性和容错能力，并提升可靠性。
总的来说，相较于大多数集中式或分布式图系统，存储计算耦合的分片服务器在性能上极具竞争力，同时具备了更高效的自动化水平扩展能力。
HDC服务器
HDC（高密度计算）服务器提供的弹性计算能力可以动态调整资源，根据计算需求向存储空间增加或移除图集。
HDC服务器从分片服务器访问并加载图数据，支持实时数据同步（可配置）和可选数据引入（基于schema、属性或过滤条件）。这比基于投影式（Projection）的框架更灵活准确，因为后者可能会有过时数据。
HDC服务器支持100多种图算法和图查询语句，性能比分片服务器快10倍甚至更多，在深度查询和算法运算时表现尤为突出。
名称服务器
名称服务器（Name Server）旨在高效处理客户端请求，主要职责包括：
- GQL（ISO标准）UQL（嬴图原生）： 解析GQL/UQL查询语句，优化语句以提高效率，并执行优化后的语句获取结果。
- 负载均衡：将传入请求高效分配到多个服务器，确保系统稳定性，避免单一服务器过载。
- 执行计划：制定并组织执行高效查询的步骤，提高整体性能。
- 协议：定义组件和服务器间的通信方法和规则，确保正确交互。
- MapReduce：支持大规模并行数据处理，即拆分任务并分配到多个服务器，加快计算速度。
- 事务管理：确保事务的一致性、可靠性和原子性，维护数据库的完整。
Meta服务器
Meta服务器负责整体系统的协调、完整性和优化，其主要功能包括：
- 全局信息：管理全图的结构和元数据，实现协同处理。
- 作业管理：负责作业（即任务）的调度、执行和监控，确保作业得到高效处理。
- 访问控制：管理用户权限和安全控制，确保只有授权用户可以访问数据和执行操作。
- 高可用性：使用RAFT一致性算法管理副本，确保分布式组件保持一致。
- 服务注册：管理系统内服务的注册，帮助协调不同服务和组件，实现平稳运行。
- 分片管理：监督分片的分发、分配和扩展，确保数据均匀分布且可访问。
本地部署
若需本地部署服务，请联系嬴图支持团队support@ultipa.com。
以下是推荐的配置：
| 分片 + HDC | 仅分片 | |
|---|---|---|
| 适用性 | 实时写入，离线数据实时计算，分析处理 | 其他需求 |
| 场景示例 | 超算中心 | 浅层图查询 |
| 离线或近实时图计算 | 图仓库，元数据读/写 | |
| 索引计算，审核模型 | 通用数据库 | |
| 总结 | HDC计算服务器解决了低内存分片架构的性能瓶颈，处理大规模数据计算更加高效。专为高效AP计算和离线数据处理而设计，有效满足大型图的分布式计算需求。 | 虽然主要依赖磁盘和网络输入/输出，本架构依然可以高效处理复杂多层查询和分布式聚合任务。它可以作为通用数据库，用于开发网站和应用程序。 |
* 部署时必须配置名称服务器和Meta服务器
支持的产品
嬴图Powerhouse (v5) 配备了一整套工具包，从查询、分析、可视化到数据无缝迁移、轻松部署、平滑集成外部应用，全方位优化并加速您的图体验。这些工具能大幅提升工作效率，轻松实现对极复杂图数据的管理和交互。
重点产品包括：
- GQL：符合ISO标准的图查询语言，制定全球标准。
- UQL：嬴图查询语言，专为卓越的图数据库性能打造。
- 嬴图算法与分析：超过50种标准图算法，助力数据科学的杰出应用。
- 嬴图Manager：高可视化、直观图数据库管理系统，轻松管理数据库。
- 嬴图Transporter：可靠的数据导入/导出工具，支持多种数据源和数据格式，包括MySQL、PostgreSQL、SQL Server、BigQuery、Neo4j、Kafka、CSV、JSON/JSONL、GraphML和RDF。
- 嬴图Drivers：完善成熟的API/SDK，无缝支持应用开发，支持Java、Go、Python、NodeJS、C#和RESTful API。
- 嬴图CLI：跨平台命令行界面（CLI），可在Windows，Mac和Linux环境下执行GQL和UQL查询语句。
参考资料
想要了解更多嬴图Powerhouse (v5) 的信息并查看测试报告，请阅读我们的论文：