预取

预取（Prefetch）能够大幅加速涉及 I/O 操作的查询。它的工作原理是根据索引的实际访问需求，主动将缓冲区预读到操作系统页缓存（page cache）或 PostgreSQL 的缓冲池（buffer pool）中。

预取有助于将 I/O 与计算重叠执行，以及将不同的 I/O 操作相互重叠执行，从而显著减少查询执行期间等待缓冲区的时间，进而提升整体查询性能。

在 0.4.0 版本之前，VectorChord 使用 PostgreSQL 的同步 I/O 接口。从 0.4.0 版本开始，VectorChord 在较新版本的 PostgreSQL 上使用异步 I/O 接口。VectorChord 所使用的 I/O 接口可以通过 GUC 参数进行控制。

在 GUC 参数中，同步 I/O 接口被称为 read_buffer，异步 I/O 接口被称为 read_stream，而 VectorChord 的模拟异步接口被称为 prefetch_buffer。

对于远小于内存大小的索引，这三种预取模式之间几乎没有差异。read_stream 可以加速所有基于磁盘的索引，但它仅在 PostgreSQL 17 和 18 上可用。为了解决这个问题，VectorChord 提供了一个名为 prefetch_buffer 的模拟异步 I/O 接口，在所有 PostgreSQL 版本上均可用，作为旧版本 PostgreSQL 的回退方案。prefetch_buffer 的效果略逊于 read_stream。

要在 PostgreSQL 18 上通过 read_stream 充分发挥此功能的威力，您需要启用异步 I/O。另请参阅 PostgreSQL 调优。

参考

搜索参数（vchordrq）

vchordrq.io_search

• 说明：该 GUC 参数控制在向量搜索中读取位向量（bit vector）时的 I/O 预取策略，会影响基于磁盘向量的搜索性能。
• 类型：字符串（string）
• 取值范围：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：{"read_buffer", "prefetch_buffer"}
  • PostgreSQL 17, 18：{"read_buffer", "prefetch_buffer", "read_stream"}
• 默认值：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：prefetch_buffer
  • PostgreSQL 17, 18：read_stream
• 注意：
  • read_buffer 表示优先使用 ReadBuffer。
  • prefetch_buffer 表示优先结合使用 PrefetchBuffer 和 ReadBuffer。
  • read_stream 表示优先使用 read_stream。

vchordrq.io_rerank

• 说明：该 GUC 参数控制在向量搜索中读取全精度向量时的 I/O 预取策略，会显著影响基于磁盘向量的搜索性能。
• 类型：字符串（string）
• 取值范围：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：{"read_buffer", "prefetch_buffer"}
  • PostgreSQL 17, 18：{"read_buffer", "prefetch_buffer", "read_stream"}
• 默认值：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：prefetch_buffer
  • PostgreSQL 17, 18：read_stream
• 注意：
  • read_buffer 表示优先使用 ReadBuffer。
  • prefetch_buffer 表示优先结合使用 PrefetchBuffer 和 ReadBuffer。
  • read_stream 表示优先使用 read_stream。

搜索参数（vchordg）

vchordg.io_search

• 说明：该 GUC 参数控制在向量搜索中读取位向量（bit vector）时的 I/O 预取策略，会影响基于磁盘向量的搜索性能。
• 类型：字符串（string）
• 取值范围：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：{"read_buffer", "prefetch_buffer"}
  • PostgreSQL 17, 18：{"read_buffer", "prefetch_buffer", "read_stream"}
• 默认值：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：prefetch_buffer
  • PostgreSQL 17, 18：read_stream
• 注意：
  • read_buffer 表示优先使用 ReadBuffer。
  • prefetch_buffer 表示优先结合使用 PrefetchBuffer 和 ReadBuffer。
  • read_stream 表示优先使用 read_stream。

vchordg.io_rerank

• 说明：该 GUC 参数控制在向量搜索中读取全精度向量时的 I/O 预取策略，会显著影响基于磁盘向量的搜索性能。
• 类型：字符串（string）
• 取值范围：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：{"read_buffer", "prefetch_buffer"}
  • PostgreSQL 17, 18：{"read_buffer", "prefetch_buffer", "read_stream"}
• 默认值：取决于 PostgreSQL 版本
  • PostgreSQL 13, 14, 15, 16：prefetch_buffer
  • PostgreSQL 17, 18：read_stream
• 注意：
  • read_buffer 表示优先使用 ReadBuffer。
  • prefetch_buffer 表示优先结合使用 PrefetchBuffer 和 ReadBuffer。
  • read_stream 表示优先使用 read_stream。