过滤向量搜索：ACORN解决了什么，又有什么解决了ACORN
内容提要
本文评测了Qdrant中ACORN与Filterable HNSW两种过滤向量搜索方案。ACORN在查询时修补图，但延迟高、召回有限；Filterable HNSW在索引时加边，更高效。单过滤时后者胜出，双过滤时ACORN仅在无额外边的字段占优。建议为过滤字段建索引，并视情况启用ACORN。
延伸解读
ACORN-1的适用边界
ACORN-1在查询时修补图，能显著提升召回，但延迟增加2至3倍，且在过滤选择性低至1%时召回率仅67.7%，效果有限。它仅在字段没有额外边时表现优于Filterable HNSW，例如20%单过滤场景。因此，ACORN并非万能，更适合作为补充手段，而非默认选择。
索引构建的权衡
Filterable HNSW在索引时添加额外边，构建时间增加2.6至3.3倍，但查询延迟更低，单过滤时召回率可达99%以上。相比之下，ACORN不增加构建成本，但查询时需付出更高延迟。选择哪种方案需权衡构建时间与查询性能，若查询频繁，Filterable HNSW可能更划算。
双过滤的挑战
双字段AND过滤时，即使每个字段都有额外边，交集仍可能缺乏连接，导致Filterable HNSW召回率下降（如1%选择性时仅70.8%）。此时ACORN与Filterable HNSW性能相近，但提高搜索预算（ef）后，Filterable HNSW能以更低延迟达到更高召回。对于极低选择性（0.012%），直接使用负载索引扫描更有效。
实践建议
文章建议为所有过滤字段创建负载索引，以支持额外边的构建。同时，利用遥测端点监控查询路径，若字段值组过大导致无额外边，可考虑启用ACORN并测量效果。基准测试结果可能因版本而异，建议使用复现工具包在自身环境验证。
Q&A
ACORN和Filterable HNSW在Qdrant中分别如何解决过滤向量搜索的问题？
ACORN在查询时修补图，通过检查邻居的邻居来绕过被过滤掉的点；Filterable HNSW在索引时添加额外边，为有索引的字段值建立连接，使过滤后的图保持连通。
在单过滤条件下，ACORN和Filterable HNSW的召回率和延迟表现如何？
在单过滤条件下，Filterable HNSW在10%、1%和相关的10%过滤上召回率达到99.0%-99.8%，延迟1.0-1.2ms；ACORN在相同过滤上召回率接近但延迟3.5-4.7ms。在20%过滤上，ACORN召回率98.9%优于Filterable HNSW的94.8%，但延迟4.4ms对1.2ms。
在双过滤（AND）条件下，ACORN和Filterable HNSW的表现有何差异？
在双过滤下，ACORN在4%交集上胜出（95.2% vs 63.7%），但在1%交集上两者接近（72.7% vs 70.8%），且当搜索预算提高时，Filterable HNSW以更低延迟达到更高召回（ef=512时91.2% vs 90.3%，延迟4.9ms vs 20.1ms）。在0.012%极低选择性时，两者都失效，需依赖payload索引。
ACORN在什么情况下会胜出？
ACORN在查询字段没有额外边时胜出，例如字段值组过大导致Qdrant跳过额外边的情况。在基准测试中，ACORN在20%单过滤和4%双过滤上表现更好，因为这些字段没有额外边。
为什么建议为过滤字段创建payload索引？
因为payload索引是构建额外边的前提，这些额外边能显著提升过滤查询的召回率和降低延迟。没有索引，过滤查询可能因图断裂而失败。
如何决定是否启用ACORN？
可以通过telemetry端点检查工作负载的路径。如果过滤字段没有额外边（例如值组过大），可以按查询启用ACORN并测量效果。
