Page 112 - 《软件学报》2026年第3期

邱海浪 等: LSMDiskANN: 更新友好型磁盘向量索引框架 1075

4.4 实验结果与分析
4.4.1 对比实验
本文两个对比实验均在每个数据集上进行了 100 轮次的实验, 并对所有轮次取平均, 从而得到如表 4、表 5
的汇总表. 进一步地, 同时对每个轮次中的多次查询取均值, 从而得到如图 10–图 15 所示的查询性能相关指标的
实验图. 由于删除操作较为简单, 每个批次的删除操作在不同方法中均在毫秒级完成, 不具有比较意义, 因此, 本文
实验分析将删除操作的吞吐量分析省去.

表 4 索引快速膨胀实验汇总表

Insert QPS QPS P90 latency (ms) P95 latency (ms) P99 latency (ms) P99.9 latency (ms)
数据集
FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA
SIFT1M 1 357.18 1 444.35 485.45 586.25 14.49 12.48 15.50 13.42 18.87 16.99 114.12 30.30
GIST1M 568.35 574.65 311.99 422.77 23.67 17.87 37.71 19.91 62.96 27.70 158.09 56.13
DEEP10M 964.94 873.12 417.75 473.07 17.28 16.93 18.53 18.63 28.85 23.13 138.49 39.59
注: FDA代指FreshDiskANN, LDA代指LSMDiskANN

表 5 索引稳定更新实验汇总表

Insert QPS QPS P90 latency (ms) P95 latency (ms) P99 latency (ms) P99.9 latency (ms)
数据集
FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA FDA LDA
SIFT1M 1 349.56 1 541.78 511.78 596.75 12.83 11.80 13.86 12.82 16.84 15.67 55.82 21.76
GIST1M 608.84 589.54 353.49 421.41 19.86 17.39 24.65 19.22 37.29 24.66 85.96 91.20
DEEP10M 1 116.94 985.96 459.42 510.65 15.13 14.81 16.19 16.15 21.00 19.45 80.07 28.49
注: FDA代指FreshDiskANN, LDA代指LSMDiskANN

FreshDiskANN LSMDiskANN
2 000 100.0
650 1.2
1 800 600 99.8 1.0
1 600 99.6 0.8
QPS QPS 550 Recall@5 99.4 Memory (GB) 0.6
500
1 400
450 99.2
1 200 400 99.0 0.4
350 0.2
1 000 98.8
0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100
Iterations Iterations Iterations Iterations
(a) Insert throughput (b) Query throughput (c) Query accuracy (d) Memory usage
20 22 27.5
20
25.0
Latency (ms) 16 Latency (ms) 18 Latency (ms) 22.5 Latency (ms) 400
18
300
16
20.0
200
14
12 14 17.5 100
12 15.0
10 0
0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100 0 25 50 75 100
Iterations Iterations Iterations Iterations
(e) Query P90 latency (f) Query P95 latency (g) Query P99 latency (h) Query P99.9 latency
图 10 SIFT1M 数据集下索引快速膨胀实验总体表现

为了评估 LSMDiskANN 的有效性, 本文围绕以下 5 个关键问题展开分析.
● Q1: LSMDiskANN 是否可以获得比 FreshDiskANN 更高的查询吞吐量?
从图 10–图 15 中查询吞吐量变化图来看, 答案是肯定的. 在索引快速膨胀实验中, LSMDiskANN 在 3 个数据
集上分别平均取得了 20.76%、35.5% 和 13.24% 的查询 QPS 显著提升; 在索引稳定更新实验中, LSMDiskANN
在 3 项数据集上分别平均取得了 16.6%、19.22% 和 11.73% 的查询 QPS 显著提升.