news 2026/8/27 13:59:23

GPT-4+GraphRAG:知识图谱如何让RAG系统更智能?

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
GPT-4+GraphRAG:知识图谱如何让RAG系统更智能?

前言

我经常在网上看到关于GraphRAG的帖子,但直到大约一个月前,我才决定尝试一下。在花了一些时间进行实验后,我可以说它的表现令人印象深刻,但如果你使用的是OpenAI API,成本也相当高。在文档中运行他们提供的示例书籍测试花费了我大约7美元,所以虽然它的性能和组织能力非常出色,但它并不算经济实惠。

如果你是RAG系统的新手,我建议先阅读一些入门文章:

1、Anthropic 的新 RAG 方法(https://pub.towardsai.net/anthropics-new-rag-approach-e0c24a68893b)

2、RAG 从头开始(https://pub.towardsai.net/rag-from-scratch-66c5eff02482)

无论如何,这里是传统RAG系统的工作原理概述:

对于已经熟悉RAG的人来说,你可能遇到过和我一样的头疼问题:

  • • 文本块之间的上下文容易丢失

  • • 随着文档集合的增长,性能急剧下降

  • • 集成外部知识就像蒙着眼睛解魔方一样困难(比喻意指操作复杂且缺乏清晰方向)

GraphRAG的工作原理

GraphRAG是传统RAG的增强版本,主要分为两个阶段:

索引阶段

  • 从源文档开始,将其拆分为更小的子文档(与传统RAG类似)

  • 执行两个并行的提取过程:

  1. 实体提取:识别出诸如人物、地点、公司等实体

  2. 关系提取:发现跨不同文本块的实体之间的联系

  • 创建一个知识图谱,其中节点代表实体,边代表它们之间的关系

  • 通过识别紧密相关的实体来建立社区

  • 在不同的社区层级生成分层摘要(共三级)

  • 使用归约-映射方法,通过逐步合并文本块生成整体摘要

查询阶段

  • 接收用户的查询

  • 根据所需的细节选择适当的社区层级

  • 社区层级(而不是传统RAG的文本块层级)上执行检索

  • 检查社区摘要以生成局部响应

  • 将多个相关社区的局部响应组合成最终的综合答案

GraphRAG的核心创新在于它将信息结构化为图形格式,并利用社区检测来生成更具上下文意识的响应。然而,传统RAG系统仍然有其用武之地,特别是在考虑运行GraphRAG的计算成本时

设置GraphRAG

⚠️ 提醒:这个实验运行在GPT-4 API上,成本较高。我的一次测试成本约为7美元(基于GPT-4模型)。

如果你更喜欢在本地LLM上使用ollama进行测试,请查看这个视频:

接下来让我们一步步完成设置过程:

环境设置

首先,创建一个虚拟环境:

conda create-n GraphRAG conda activate GraphRAG

安装GraphRAG包:

pip install graphrag

目录结构

GraphRAG需要特定的目录结构以实现最佳运行效果:
- 创建一个工作目录
- 在其中创建_ragtest/input_文件夹结构
- 将源文档放入input文件夹中

在本文中,我们将使用提供的书籍作为示例。通过以下命令下载到input文件夹中:

curl https://www.gutenberg.org/cache/epub/24022/pg24022.txt > ./ragtest/input/book.txt

配置

使用以下命令初始化工作区:

python-m graphrag.index--init--root./target

此操作会创建必要的配置文件,包括settings.yml,你需要在其中:
- 设置你的OpenAI API密钥
- 配置模型设置(默认使用GPT-4进行处理和OpenAI嵌入)
- 根据需要调整文本块大小(默认:300个token)和重叠部分(默认:100个token)

构建知识图谱

运行索引过程:

python-m graphrag.index--init--root./target

查询你的图谱

GraphRAG提供了两种主要的查询方式:

全局查询

python-m graphrag.query--root./target--methodglobal"what are the top themes in this story"

适用于关于主题和整体内容理解的广泛问题。

局部查询

python-m graphrag.query--root./target--method local"what are the top themes in this story"

适用于关于文档内实体或关系的具体问题。

成本因素:值得吗?

让我们谈谈数字。在我用示例书籍进行测试时,GraphRAG调用了:

  • • ~570次GPT-4 API请求

  • • 大约25次嵌入请求

  • • 处理了超过100万个token

总成本:每本书大约7美元。

最后的最后

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