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Puntuación nativa mediante la función PREDICT de T-SQL con aprendizaje automático en SQL

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Se aplica a: SQL Server 2017 (14.x) y versiones posteriores Azure SQL Database Azure SQL Managed InstanceAzure Synapse Analytics

Obtenga información sobre cómo usar la puntuación nativa con la función PREDICT de T-SQL para generar valores de predicción para nuevas entradas de datos casi en tiempo real. La puntuación nativa requiere que ya haya un modelo entrenado.

La función PREDICT utiliza las capacidades de extensión nativas de C++ en el aprendizaje automático en SQL. Esta metodología ofrece la velocidad de procesamiento más rápida posible de las cargas de trabajo de previsión y predicción, y admite modelos en formato Open Neural Network Exchange (ONNX) o modelos entrenados con los paquetes RevoScaleR y revoscalepy.

Cómo funciona la puntuación nativa

La puntuación nativa usa bibliotecas que pueden leer modelos en formato ONNX o un formato binario predefinido, y generar puntuaciones para las nuevas entradas de datos que proporcione. Como el modelo ya está entrenado, implementado y almacenado, se puede usar en la puntuación sin tener que llamar al intérprete de R o de Python. Esto implica una reducción en la sobrecarga de varias interacciones de procesos, lo que da lugar a un rendimiento de predicción mucho más rápido.

Para usar la puntuación nativa, llame a la función PREDICT de T-SQL y pase las siguientes entradas necesarias:

  • Un modelo compatible basado en un modelo y un algoritmo compatibles.
  • Datos de entrada, normalmente definidos como una consulta T-SQL.

La función devuelve predicciones de los datos de entrada, además de las columnas de datos de origen de paso a través.

Prerrequisitos

PREDICT está disponible en:

  • Todas las ediciones de SQL Server 2017 y versiones posteriores en Windows y Linux
  • Instancia administrada de Azure SQL
  • Azure SQL Database
  • Azure SQL Edge
  • Azure Synapse Analytics

La función está habilitada de manera predeterminada. No es necesario instalar R o Python, ni habilitar otras características.

Modelos admitidos

Los formatos de modelos admitidos por la función PREDICT dependen de la plataforma SQL en la que se realiza la puntuación nativa. Vea la tabla siguiente para ver qué formatos de modelos se admiten en cada plataforma.

Plataforma Formato de modelo ONNX Formato de modelo RevoScale
SQL Server No Sí
Instancia administrada de Azure SQL Sí Sí
Azure SQL Database No Sí
Azure SQL Edge Sí No
Azure Synapse Analytics Sí No

Modelos de ONNX

El modelo debe estar en un formato de modelo Open Neural Network Exchange (ONNX).

Modelos RevoScale

El modelo se debe entrenar de antemano con uno de los algoritmos rx admitidos que se enumeran más abajo mediante el paquete RevoScaleR o revoscalepy.

Serialice el modelo mediante rxSerialize para R y rx_serialize_model para Python. Estas funciones de serialización se han optimizado para admitir la puntuación rápida.

Algoritmos RevoScale compatibles

Los algoritmos siguientes son compatibles con revoscalepy y RevoScaleR.

Si necesita usar algoritmos de MicrosoftML o microsoftml, utilice Puntuación en tiempo real con sp_rxPredict.

Los tipos de modelos no compatibles son los siguientes:

  • Modelos que contienen otras transformaciones
  • Modelos que usan los algoritmos rxGlm o rxNaiveBayes en los equivalentes de RevoScaleR o revoscalepy
  • Modelos de PMML
  • Modelos creados con otras bibliotecas de código abierto o de terceros

Ejemplos

PREDICT con un modelo ONNX

En este ejemplo se muestra cómo usar un modelo ONNX almacenado en la tabla dbo.models para la puntuación nativa.

DECLARE @model VARBINARY(max) = (
        SELECT DATA
        FROM dbo.models
        WHERE id = 1
        );

WITH predict_input
AS (
    SELECT TOP (1000) [id]
        , CRIM
        , ZN
        , INDUS
        , CHAS
        , NOX
        , RM
        , AGE
        , DIS
        , RAD
        , TAX
        , PTRATIO
        , B
        , LSTAT
    FROM [dbo].[features]
    )
SELECT predict_input.id
    , p.variable1 AS MEDV
FROM PREDICT(MODEL = @model, DATA = predict_input, RUNTIME=ONNX) WITH (variable1 FLOAT) AS p;

Nota:

Dado que las columnas y los valores devueltos por PREDICT pueden variar según el tipo de modelo, debe definir el esquema de los datos devueltos mediante una cláusula WITH.

PREDICT con un modelo RevoScale

En este ejemplo, se crea un modelo con RevoScaleR en R y, después, se llama a la función de predicción en tiempo real desde T-SQL.

Paso 1. Preparar y guardar el modelo

Ejecute el siguiente código para crear la base de datos de ejemplo y las tablas necesarias.

CREATE DATABASE NativeScoringTest;
GO
USE NativeScoringTest;
GO
DROP TABLE IF EXISTS iris_rx_data;
GO
CREATE TABLE iris_rx_data (
    "Sepal.Length" float not null, "Sepal.Width" float not null
  , "Petal.Length" float not null, "Petal.Width" float not null
  , "Species" varchar(100) null
);
GO

Use la siguiente instrucción para rellenar la tabla de datos con datos del conjunto de datos de iris.

INSERT INTO iris_rx_data ("Sepal.Length", "Sepal.Width", "Petal.Length", "Petal.Width" , "Species")
EXECUTE sp_execute_external_script
  @language = N'R'
  , @script = N'iris_data <- iris;'
  , @input_data_1 = N''
  , @output_data_1_name = N'iris_data';
GO

Ahora, cree una tabla para almacenar los modelos.

DROP TABLE IF EXISTS ml_models;
GO
CREATE TABLE ml_models ( model_name nvarchar(100) not null primary key
  , model_version nvarchar(100) not null
  , native_model_object varbinary(max) not null);
GO

El siguiente código crea un modelo basado en el conjunto de datos de iris y lo guarda en la tabla denominada models.

DECLARE @model varbinary(max);
EXECUTE sp_execute_external_script
  @language = N'R'
  , @script = N'
    iris.sub <- c(sample(1:50, 25), sample(51:100, 25), sample(101:150, 25))
    iris.dtree <- rxDTree(Species ~ Sepal.Length + Sepal.Width + Petal.Length + Petal.Width, data = iris[iris.sub, ])
    model <- rxSerializeModel(iris.dtree, realtimeScoringOnly = TRUE)
    '
  , @params = N'@model varbinary(max) OUTPUT'
  , @model = @model OUTPUT
  INSERT [dbo].[ml_models]([model_name], [model_version], [native_model_object])
  VALUES('iris.dtree','v1', @model) ;

Nota:

Asegúrese de usar la función rxSerializeModel de RevoScaleR para guardar el modelo. La función serialize de R estándar no puede generar el formato que necesitamos.

Puede ejecutar una instrucción como la siguiente para ver el modelo almacenado en formato binario:

SELECT *, datalength(native_model_object)/1024. as model_size_kb
FROM ml_models;

Paso 2. Ejecutar PREDICT en el modelo

La siguiente instrucción PREDICT sencilla obtiene una clasificación del modelo de árbol de decisión mediante la función de puntuación nativa. Predice las especies de iris a partir de los atributos proporcionados y de la longitud y el ancho de pétalo.

DECLARE @model varbinary(max) = (
  SELECT native_model_object
  FROM ml_models
  WHERE model_name = 'iris.dtree'
  AND model_version = 'v1');
SELECT d.*, p.*
  FROM PREDICT(MODEL = @model, DATA = dbo.iris_rx_data as d)
  WITH(setosa_Pred float, versicolor_Pred float, virginica_Pred float) as p;
go

Si aparece el error "Error durante la ejecución de la función integrada PREDICT. El modelo está dañado o no es válido", suele significar que la consulta no devolvió un modelo. Compruebe si escribió correctamente el nombre del modelo, o si la tabla de modelos está vacía.

Nota:

Dado que las columnas y los valores devueltos por PREDICT pueden variar según el tipo de modelo, debe definir el esquema de los datos devueltos mediante una cláusula WITH.

Pasos siguientes