ในโลกเฉพาะทางของฟังก์ชันแฮช ผู้ท้าชิงใหม่ที่เรียกว่า rapidhash ได้ปรากฏตัวขึ้นในฐานะโซลูชันที่ทันสมัยที่สุดสำหรับการแฮชคีย์ขนาดเล็ก ตามความเห็นของผู้เชี่ยวชาญในวงการ rapidhash แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการค้นหาความสมดุลระหว่างความเร็ว คุณภาพ และความเข้ากันได้กับแพลตฟอร์มต่างๆ ในฟังก์ชันแฮชที่ไม่ใช่เพื่อการเข้ารหัสลับ
ความต้องการความเร็วเทียบกับคุณภาพ
ฟังก์ชันแฮชทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานในการคำนวณ ถูกใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่ตารางแฮช พจนานุกรม ไปจนถึงการตรวจสอบและยืนยันข้อมูล ฟังก์ชันแฮชที่เหมาะสมควรกระจายอินพุตอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นที่เอาต์พุต ในขณะที่ประมวลผลข้อมูลได้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม มักมีการแลกเปลี่ยนพื้นฐานระหว่างปริมาณงาน ความล่าช้า และคุณภาพ
มีการแลกเปลี่ยนพื้นฐานระหว่างปริมาณงานและความล่าช้าสำหรับฟังก์ชันแฮช อัลกอริทึม rapidhash ได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างชัดเจนสำหรับความล่าช้าต่ำในกรณีที่คีย์มีขนาดเล็ก เช่น พจนานุกรมสตริงและอื่นๆ ที่คล้ายกัน
สิ่งที่ทำให้ rapidhash โดดเด่นเป็นพิเศษคือประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมกับคีย์ขนาดเล็ก - โดยทั่วไปคือสตริงที่มีขนาดต่ำกว่า 100 ไบต์ - ในขณะที่ยังคงรักษาคุณลักษณะการกระจายที่มีคุณภาพสูง สิ่งนี้ทำให้มีคุณค่าเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานแฮชแมพ ซึ่งค่าโสหุ้ยของการเรียกใช้ฟังก์ชันแฮชเองกลายเป็นสิ่งสำคัญเมื่อประมวลผลสตริงขนาดเล็กจำนวนมาก
เหนือกว่า XXH3: คุณภาพสำคัญ
ในขณะที่ XXH3 เป็นตัวเลือกที่นิยมมาหลายปี ผู้เชี่ยวชาญในวงการชี้ให้เห็นว่ามันล้มเหลวประมาณ 15% ของการทดสอบใน SMHasher3 ซึ่งเป็นชุดทดสอบที่ครอบคลุมสำหรับการประเมินคุณภาพของฟังก์ชันแฮช ในทางตรงกันข้าม Rapidhash ผ่านการทดสอบทั้งหมดทั้งใน SMHasher และ SMHasher3 ในขณะที่ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
คุณภาพของฟังก์ชันแฮชหมายถึงว่ามันใกล้เคียงกับ random oracle มากเพียงใด - โดยพื้นฐานแล้ว มันกระจายชุดอินพุตที่กำหนดให้ทั่วพื้นที่เอาต์พุตอย่างสม่ำเสมอเพียงใด ในขณะที่ฟังก์ชันแฮชเข้ารหัสลับเช่น SHA-256 เป็นเลิศในด้านนี้ แต่มักจะช้ากว่ามาก ฟังก์ชันที่ไม่ใช่การเข้ารหัสลับเช่น rapidhash มีเป้าหมายเพื่อหาความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความเร็วและคุณภาพ
เกณฑ์วัดประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่า rapidhash บรรลุผลลัพธ์ที่น่าประทับใจ โดยมีความล่าช้าเฉลี่ยเมื่อแฮชคีย์ขนาดเล็ก (4-16 ไบต์) ตั้งแต่ 1.38 นาโนวินาทีบน Apple M3 Pro ไปจนถึง 2.31 นาโนวินาทีบนโปรเซสเซอร์ AMD Turin สำหรับอินพุตที่ใหญ่ขึ้น rapidhash มีปริมาณงานสูงถึง 71GB/s บนชิป Apple M4 ซึ่งเหนือกว่า XXH3 ที่ทำได้ 49GB/s บนฮาร์ดแวร์เดียวกันอย่างมีนัยสำคัญ
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ: ค่าความหน่วง (Latency) เฉลี่ย (การแฮชคีย์ขนาด 4-16 ไบต์)
| ฟังก์ชันแฮช | M1 Pro | M3 Pro | Neoverse V2 | AMD Turin |
|---|---|---|---|---|
| rapidhash | 1.79ns | 1.38ns | 2.07ns | 2.31ns |
| xxh3 | 1.92ns | 1.50ns | 2.15ns | 2.35ns |
ปริมาณการประมวลผลสูงสุด (การแฮชไฟล์ขนาด 16KB-2MB)
| ฟังก์ชันแฮช | M1 Pro | M3 Pro | M3 Ultra | M4 | Neoverse V2 |
|---|---|---|---|---|---|
| rapidhash | 47GB/s | 57GB/s | 61GB/s | 71GB/s | 37GB/s |
| xxh3 | 37GB/s | 43GB/s | 47GB/s | 49GB/s | 34GB/s |
กรณีการใช้งานเฉพาะทาง
การอภิปรายเผยให้เห็นว่าการเลือกฟังก์ชันแฮชควรปรับให้เหมาะกับกรณีการใช้งานเฉพาะ สำหรับการค้นหาพจนานุกรมและตารางแฮชที่มีคีย์ขนาดเล็ก rapidhash ดูเหมือนจะเป็นผู้นำในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะทางที่คุณสมบัติของคีย์เป็นที่รู้จักล่วงหน้า ฟังก์ชันแฮชที่ออกแบบมาเฉพาะอาจยังคงให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า
จุดตัดระหว่างอัลกอริทึมที่เหมาะสำหรับความล่าช้าต่ำเช่น rapidhash และทางเลือกที่เหมาะสำหรับปริมาณงานสูงเกิดขึ้นที่ประมาณ 400-500 ไบต์บนฮาร์ดแวร์เซิร์ฟเวอร์สมัยใหม่ สำหรับคีย์ที่ใหญ่กว่าเกณฑ์นี้ โซลูชันอื่นอาจเหมาะสมกว่า
มีข้อควรทราบว่าฟังก์ชันแฮชที่ไม่ใช่การเข้ารหัสลับได้พัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฟังก์ชันที่เคยถือว่าทันสมัยที่สุดเมื่อสิบปีก่อนตอนนี้ถือว่าใช้ไม่ได้ตามมาตรฐานปัจจุบัน การพัฒนาอย่างรวดเร็วนี้ได้ยกระดับมาตรฐานอย่างมีนัยสำคัญสำหรับสิ่งที่ถือว่าเป็นฟังก์ชันแฮชทั่วไปที่ยอมรับได้
สำหรับนักพัฒนาที่ทำงานกับแอปพลิเคชันที่ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพซึ่งเกี่ยวข้องกับตารางแฮชหรือพจนานุกรม rapidhash เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจที่สร้างความสมดุลระหว่างขนาดโค้ด ความเร็ว และคุณภาพ ความสามารถในการประมวลผลคีย์ขนาดเล็กด้วยความล่าช้าน้อยที่สุดในขณะที่รักษาคุณลักษณะการกระจายที่มีคุณภาพสูงทำให้มีคุณค่าเป็นพิเศษสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์สมัยใหม่
อ้างอิง: rapidhash - Very fast, high quality, platform-independent