Neumann：统一关系表、图结构与向量嵌入的 Rust 原生数据库

开篇：一个人为什么要和五套数据库搏斗？

做 AI 应用的开发者，常常面临一个令人头疼的现实：手里的数据分布在五六个不同的系统里——PostgreSQL 存用户表、Neo4j 存知识图谱、Pinecone 存向量、Redis 存缓存……每加一个功能，就得多维护一套数据库和它们之间的同步逻辑。ETL 脚本越写越长，数据一致性却越来越难保证。

Shadylukin（真名 Lukin Ackroyd）决定解决这个问题。他用 Rust 写了一个叫 Neumann 的数据库：一张表里同时容纳关系数据、图结构关系和向量嵌入，用一条查询语句跨三种数据源做语义搜索。75 颗 GitHub Stars，项目主页指向 scrunchee.ai。

Neumann 数据库 Logo

为什么是"统一存储"？

传统架构中，关系型数据库擅长精确查询、图数据库擅长关系遍历、向量数据库擅长语义搜索——但把它们拼接在一起，数据必须跨系统流转，每次查询都要写三套逻辑。Neumann 的核心思路是：既然 AI 应用天然需要同时用到这三种能力，为什么不把它们存在同一个地方？

一张表，三种数据模型。 Neumann 的存储层基于"tensor-based storage"（张量存储层），关系数据、图节点/边、向量嵌入都映射到同一个底层存储结构中。写入时一次性写入，查询时由内部的 QueryRouter 自动路由到对应的引擎（relational_engine、graph_engine、vector_engine）。

核心特性：从"一条 SQL"到"一次查询、三种能力"

Neumann 提供了一套自定义查询语言，可以同时操作关系、图和向量：

-- 找和 Alice 技能相似、且向 Bob 汇报的工程师
FIND NODE person
  WHERE role = 'engineer'
  SIMILAR TO 'user:alice'
  CONNECTED TO 'user:bob'

这条查询同时做了三件事：关系过滤（role='engineer'）、向量相似度搜索（SIMILAR TO）和图遍历（CONNECTED TO）。传统方案需要三个系统、三套 SDK、三次网络往返；Neumann 一次查询搞定。

语义共识层（Semantic Consensus）

并发写入是分布式数据库的经典难题。Neumann 的共识层做了一个有趣的设计：不是所有并发写入都判定为冲突。如果两个人同时修改了同一个用户记录的不同字段，系统认为这是"正交变化"，自动合并——只有写入相同字段才触发冲突解决。这比传统的"最后写入胜出"（Last-Write-Wins）更符合实际业务逻辑。

AI 原生设计

Neumann 面向 AI 场景做了几个针对性设计：

• 内置 embedding 存储：不需要自己管理向量数据库，直接 EMBED STORE 即可。
• 语义缓存：对 LLM 响应结果做向量相似度缓存，相同语义的问题直接返回缓存结果，省 API 调用费用。
• 加密 Vault：API Key、Token 等敏感数据加密存储，不暴露在明文配置里。
• 图关系权限控制：查询结果根据图结构自动过滤，比如"只看自己团队的人"。

架构解析：21 个 Rust Crate 的模块化设计

Neumann 是一个典型的 Rust Workspace 项目，主仓库有 21 个内部 crate，各司其职：

组件	职责
tensor_store	底层张量存储引擎
relational_engine	关系型查询执行
graph_engine	图结构遍历（节点/边操作）
vector_engine	向量相似度搜索
query_router	查询路由，分配到对应引擎
neumann_parser	自定义查询语言解析器
neumann_server	gRPC 服务端（基于 tonic），同时提供 Axum Web UI
neumann_client	客户端 SDK
tensor_vault	加密存储
tensor_cache	语义缓存层
tensor_blob	大对象存储
tensor_spatial	空间数据支持
tensor_learn	在线学习支持

技术栈方面：核心计算用 Rust 实现，异步运行时选 Tokio，gRPC 通信用 Tonic + Prost，Web UI 用 Axum + Maud（Rust 模板引擎），指标采集用 OpenTelemetry + OTLP。没有引入 JVM 依赖，内存占用低，启动快。

快速上手

Docker 方式（推荐）：

git clone https://github.com/Shadylukin/Neumann
cd Neumann
docker-compose up -d
# 访问 http://localhost:9200 打开 Web UI

无 Docker：

# 安装 Rust 工具链（需要 1.75+）
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
cargo install neumann-db
neumann

Python SDK：

pip install neumann-db

from neumann import NeumannClient
client = NeumannClient.connect("localhost:9200")
result = client.execute("SELECT * FROM users WHERE role = 'engineer'")

Web Dashboard：系统状态监控 + 查询终端

典型场景

RAG（检索增强生成）：文档存进来，自动建立 embedding 和文档之间的图关系。语义搜索找到相关文档后，沿着图关系自动扩展相关材料。

Agent Memory：跨会话的对话历史存储，向量召回相似问题，缓存 LLM 响应避免重复调用。多个 Agent 共享同一份记忆，图关系表达 Agent 间的依赖。

知识图谱：结合结构化数据和语义相似度，用"这个实体像什么"而不是"这个实体叫什么"来发现新关联。

局限与挑战

Neumann 目前仍处于早期阶段（v0.4.0），有几个现实问题需要考虑：

• 生态尚不成熟：没有官方的 PostgreSQL/MySQL 迁移工具，现有数据迁移需要自己写导入脚本。
• 查询语言学习成本：自定义的查询语法不是标准 SQL，需要学习成本，团队内推广需要培训。
• 生产环境验证不足：目前没有看到大规模生产部署的公开案例，性能上限和稳定性有待验证。
• 只支持单节点：没有分布式集群支持，数据量受单机内存限制。

总结：一体化数据库的方向探索

Neumann 提出了一个很清晰的价值主张——不要再同时维护五套数据库了。在 AI 应用快速迭代的阶段，用一套系统承载关系、图、向量三种能力，可以大幅减少架构复杂度。

但"统一"也意味着在每一条赛道上都要和专用数据库竞争性能。对于数据量不大但需要快速验证 AI 想法的团队，Neumann 是一个值得关注的选项；如果是已经跑在生产环境、需要极致性能的场景，专用数据库仍然是更稳妥的选择。

GitHub: Shadylukin/Neumann | 文档：scrunchee.ai