Polars: высокопроизводительная альтернатива Pandas для больших данных

Polars — библиотека на Rust для обработки данных, превосходящая Pandas по скорости и эффективности памяти. Она поддерживает колоночный формат Apache Arrow, многопоточность и ленивые вычисления, что делает её идеальной для работы с большими наборами данных, не помещающимися в ОЗУ. Сравнение с Pandas…

Polars: высокопроизводительная альтернатива Pandas для больших данных

Polars — современная альтернатива Pandas для работы с большими данными

Polars — это библиотека для обработки данных, написанная на Rust и ориентированная на высокую производительность. Она создана для работы с крупными наборами данных, которые не помещаются в оперативную память, и в 2026 году стала одним из основных конкурентов Pandas.

Почему Rust — ключ к высокой скорости

В основе Polars лежит Rust — язык программирования, который обеспечивает безопасность памяти, предсказуемую производительность и полное использование многопоточности. В отличие от Python, где Global Interpreter Lock (GIL) ограничивает параллельные вычисления, Polars задействует все ядра процессора без дополнительных настроек.

Apache Arrow: оптимизация на уровне данных

Polars использует формат Apache Arrow, который хранит данные колоночно. Каждая колонка представляет собой плотный непрерывный блок, что ускоряет выполнение операций фильтрации, агрегации и объединения. Такой подход минимизирует фрагментацию памяти и облегчает использование SIMD-инструкций процессора.

Два режима выполнения: eager и lazy

Polars поддерживает два типа вычислений:

  • Eager — операции выполняются сразу, как в классических библиотеках.
  • Lazy — формируется оптимизированный план запроса, который исполняется только после вызова .collect(). Это позволяет переставлять этапы обработки (например, применять фильтры до группировки), устранять избыточные вычисления и минимизировать объем обрабатываемых данных.

Обработка данных больше оперативной памяти

Благодаря ленивым вычислениям и колоночному формату Polars поддерживает streaming — обработку данных, превышающих объем ОЗУ. Технология позволяет считывать и обрабатывать информацию по частям, не загружая весь набор в память. В бенчмарках на датасетах SF-10 и SF-100 Polars демонстрирует производительность, сопоставимую с DuckDB, сохраняя преимущество в скорости при увеличении объема данных.

Эффективность памяти: до 80% экономии

Polars использует более компактные типы данных и избегает избыточного копирования. В сравнении с Pandas это может давать до 80% экономии памяти при выполнении аналогичных операций — важный фактор для задач с ограниченными ресурсами.


Polars и Pandas: сравнение ключевых характеристик

Характеристика Polars Pandas
Язык Rust (высокая производительность) Python (удобный, но ограничен GIL)
Формат данных Apache Arrow (колоночный) Строковый или смешанный
Многопоточность Автоматическая Требует дополнительных библиотек (например, Dask)
Ленивые вычисления Поддерживаются Отсутствуют
Обработка больших данных Streaming (данные больше ОЗУ) Ограничена объемом памяти
Эффективность памяти Высокая (до 80% экономии) Низкая

Производительность: почему Polars выигрывает

Benchmarks показывают, что Polars превосходит Pandas в 10–100 раз для операций фильтрации, группировки и объединения. На датасете SF-10 Polars и DuckDB демонстрируют сопоставимые результаты, но при масштабировании до SF-100 преимущество Polars становится более выраженным. В задачах с интенсивными вычислениями (например, TPC-H) Polars работает в 5–10 раз быстрее Pandas.


Когда стоит выбирать Polars

Polars оптимален для задач, где критичны скорость и работа с большими данными. Он подходит для:

  • ETL-пайплайнов с высокой нагрузкой;
  • аналитики в реальном времени;
  • вычислительно сложных операций;
  • обработки данных, превышающих объем ОЗУ.

Ленивые вычисления и поддержка streaming позволяют эффективно обрабатывать наборы, которые не помещаются в память.


Ограничения Polars

Polars уступает Pandas в зрелости экосистемы. Не все библиотеки Python (например, Scikit-learn, Matplotlib) поддерживают его "из коробки", и для интеграции часто требуется конвертация в Pandas или NumPy. В Polars отсутствуют привычные индексы Pandas, что требует использования альтернативных подходов к фильтрации и поиску. Для геоанализа или работы со сложными временными рядами Pandas может оказаться удобнее.


Примеры использования

Установка

pip install polars
pip install polars[all]

Чтение данных

import polars as pl

# Чтение CSV
df = pl.read_csv("data.csv")

# Ленивый режим с оптимизацией запроса
lazy_df = (
    pl.scan_csv("large_file.csv")
    .filter(pl.col("amount") > 100)
    .group_by("category")
    .agg(pl.col("amount").sum())
)
result = lazy_df.collect()

Обработка данных больше ОЗУ

result = (
    pl.scan_csv("huge_file.csv")
    .filter(pl.col("status") == "active")
    .group_by("region")
    .agg(pl.col("revenue").sum())
    .collect(streaming=True)
)

Read more

Panthalassa открыла фабрику плавучих дата-центров: как океан становится серверной

Panthalassa открыла фабрику плавучих дата-центров: как океан становится серверной

Стартап Panthalassa перепрофилировал бывшую верфь в Орегоне под серийную сборку плавучих дата-центров. Вместо передачи энергии на берег компания отправляет вычисления в океан, где волны питают ИИ-чипы, а морская вода охлаждает серверы. Разбираемся, как это работает и где модель даст трещину.

Правовое положение женщин в средневековом Китае: от Тан к Мин

Правовое положение женщин в средневековом Китае: от Тан к Мин

Танский кодекс карал мужа каторгой за развод без оснований, но приравнивал жену к младшим родственницам. Разбираем, как иерархия старшинства, а не пол, определяла права женщины, и что изменилось при династии Мин.

Images 2.6: скорость как маркетинг, а реальное изменение — в процессе

OpenAI анонсировала Images 2.6 с заявлением о скорости, но без методологии замеров. Реальная ценность релиза — в переходе от генерации картинок к рабочему процессу: редактирование через аннотации, сохранённые референсы и векторный вывод. Разбираем, что стоит за маркетингом и как выбрать модель.

LFM3 от Liquid AI: маленькая модель для агентных задач, а не для размышлений

Liquid AI выпустила семейство LFM3 — модели класса ~2B параметров, которые на агентных бенчмарках обходят модели в пять раз больше. Разбираемся, как архитектура под железо и отложенная загрузка инструментов меняют логику выбора модели.