如何通過云和邊緣計算為AI提供動力

借助Cloud Ai和Edge AI,該架構(gòu)可以按其使用目的發(fā)揮作用。設(shè)計新的智能服務(wù)的人員必須知道如何充分利用兩種技術(shù),既可以改善服務(wù)的固有性能,又可以確保創(chuàng)新的軟件解決方案具有越來越好的用戶體驗。

當(dāng)我們談?wù)撊斯ぶ悄軙r,本質(zhì)上是在談?wù)撘环N方法,如果以有意識的方式將其應(yīng)用于公司數(shù)據(jù)(數(shù)字,圖像,聲音,文本),則可以肯定地加快流程,使其自動化,直接影響收入,成本和風(fēng)險。商業(yè)。此外,人工智能和機器學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具日益民主化甚至最小的公司也可以踏上這一激動人心的旅程。今天,我們比以往任何時候都可以依靠可以整合傳統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺并使其朝著更高績效水平發(fā)展的具體硬件和軟件工具,引入預(yù)測技術(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)是除常規(guī)描述性統(tǒng)計數(shù)據(jù)之外的日常工具,預(yù)測并不意味著猜測。這意味著相對于對事件的觀察,應(yīng)使用合理且數(shù)學(xué)上使事件發(fā)生或基準(zhǔn)發(fā)生概率估計之間的誤差最小化的方法。如果誤差很小,那么這意味著您將能夠以很高的精度預(yù)測下一個,因為我的設(shè)備將給我,或者圖像或聲音所屬的類別,或我很可能在本文中寫的字眼。這是AI的“魔力”。除了執(zhí)行這些操作外,計算機還需要進行大量復(fù)雜的計算,因此需要大量的硬件資源,尤其是如果這些計算是在我們的筆記本電腦或臺式機上進行的。實際上,當(dāng)我們談?wù)撊斯ぶ悄軙r,實際上是在談?wù)摼仃囉嬎?,即?shù)學(xué)運算,加法,乘法,數(shù)值矩陣的轉(zhuǎn)置。普通的CPU,盡管是最新一代的,但其計算能力始終受其固有的計算能力以及CPU必須同時管理多個進程(必須使整個機器正常工作)的限制。它不能太飽和。在標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)中也無法并行處理許多CPU。顯然,這成為一個限制。然后是云計算技術(shù)。

GPU的重要性
為了完成這項重要任務(wù),提供了GPU(即圖形處理單元):它們是處理器(如NVIDIA制造的處理器),旨在管理視頻游戲中的典型復(fù)雜處理(最終,它們始終是用于確定游戲機位置的矩陣計算)。 3D空間中多邊形的點和面)。通過擴展,如果GPU可以進行3D計算,則它可以輕松地用于涉及連續(xù)處理數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的任何其他任務(wù)。

此外,還應(yīng)當(dāng)指出的是,作為陳述Nvidia首席執(zhí)行官黃仁勛(Jensen Huang)認(rèn)為,圖形處理器的計算能力增長比摩爾定律規(guī)定的增長幅度更大。實際上,這項法律以1965年宣布英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)的名字命名,它指出CPU芯片的計算能力每兩年翻一番。另一方面,黃仁勛強調(diào)了當(dāng)今摩爾定律如何被每年僅幾個百分點的CPU功率增長所否定,而GPU的增長卻遠不止于此。實際上,在五年的時間里,GPU的能力增長了25倍以上,而按照摩爾定律,CPU的增長應(yīng)該只有10倍。

此外,可以并行化多個CPU,從而確保為我們的AI或3D工程保證正確的計算能力。

該序言是必要的,以了解擁有足夠的硬件設(shè)備不僅涉及巨額投資,而且還需要占用機器24/7來收回投資成本。并非所有公司都有能力和技能來擁有專用于這些目的的服務(wù)器場。

此外,必須說AI在兩個不同的時刻占據(jù)了機器:訓(xùn)練(即我們教機器執(zhí)行特定任務(wù)的那一刻)和推理的時刻,即當(dāng)機器使用預(yù)測模型以預(yù)測未來數(shù)據(jù)。實際上,第一階段的培訓(xùn)會大量消耗機器的資源,進行有時甚至長達數(shù)天的計算,然后返回一個統(tǒng)計模型,該模型代表對我們要處理的機器的任務(wù)的數(shù)學(xué)解釋。隨后,此模型用于所謂的推理,即用于執(zhí)行與訓(xùn)練相同但針對算法從未見過的數(shù)據(jù)的新任務(wù)的實際預(yù)測活動。例如,

該預(yù)測階段對于機器而言不那么繁重,但是在任何情況下它都將更頻繁地執(zhí)行,因此就時間而言將占用大量機器。

云計算
正是由于以下原因,云才為公司提供了幫助:減輕了對機器的多年投資的一部分,通過將所有處理負(fù)載轉(zhuǎn)移到遠程機器來優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)的TCO總擁有成本。這些機器可以根據(jù)需要進行適當(dāng)激活或停用,因此需要付費使用,而不是為設(shè)備付費。然后,公司產(chǎn)生的使用成本也包括一系列服務(wù),其中包括一些必不可少的服務(wù),例如網(wǎng)絡(luò)安全,災(zāi)難恢復(fù),符合GDPR等。其他可選模型,例如按需機器學(xué)習(xí)模型已經(jīng)可用并準(zhǔn)備用于一般用途。

對于供應(yīng)商和客戶而言,云計算絕對是一個巨大的機會。以亞馬遜為例,其收入的50%以上來自AWS平臺。通過諸如AWS或Microsoft的Azure或Google Cloud之類的服務(wù),公司可以將其軟件產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為真正的平臺即服務(wù)(PaaS /平臺即服務(wù)),公司為此需要支付經(jīng)常性費用。這樣做的好處是,即使在初步設(shè)計階段并沒有立即意識到這些需求,也可以遠程執(zhí)行甚至復(fù)雜的功能,也可以根據(jù)您的需求擴展機器的配置。通過單擊的簡單性,添加了視頻卡,增加了Ram,并在新計算機上安裝了節(jié)點。如果您需要支持更大的請求負(fù)載,則可以大大減少服務(wù)設(shè)置或升級時間。

此外,一些提供商在其云服務(wù)中還提供特殊卡TPU(張量處理單元),這是專門設(shè)計用于處理數(shù)據(jù)多維矩陣(張量事實)的處理器,這些數(shù)據(jù)多維矩陣是AI的更復(fù)雜算法的典型特征。這樣一來,您就可以在云中執(zhí)行非常復(fù)雜的計算,而所需時間僅為本地計算機可以執(zhí)行的時間的一小部分。

代替看云的局限性,必須說,管理往返于遠程服務(wù)器的數(shù)據(jù)需要大量使用網(wǎng)絡(luò)帶寬,以及與API(應(yīng)用程序接口)微服務(wù)的連續(xù)客戶端/服務(wù)器通信。這是因為推理活動實際上已轉(zhuǎn)換為遠程設(shè)備。

因此,根據(jù)我們將要創(chuàng)建的服務(wù)類型,服務(wù)器將或多或少地加載操作。例如,對象(例如面部)的連續(xù)識別將需要結(jié)構(gòu)化的后端,以便支持對將在流傳輸中發(fā)送的幀進行分段的需求。

Edge AI的作用
為了優(yōu)化其中一些活動,存在Edge AI,即可以在用戶附近使用設(shè)備以在現(xiàn)場執(zhí)行相同的推理操作而無需將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)的可能性。

簡而言之,Edge Ai意味著為電子設(shè)備配備具有AI的自身智能,并可能還為其提供與網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備之間的連接性。Edge AI有什么好處?

優(yōu)點很多,僅考慮此體系結(jié)構(gòu)方法可以在延遲方面為服務(wù)的有效性帶來巨大的效用。例如。在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(相機/傳感器等)上,可以使用AI專用芯片(例如Movidius或OpenVino等)增強的面部識別或異常預(yù)測更加有效。

這也降低了隱私風(fēng)險。如果數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,可能會被攔截或破壞。但是,通過在本地處理預(yù)測,數(shù)據(jù)將保留在設(shè)備中,無需傳輸?shù)狡渌胤健?/p>

那么,與在云中為來自多個設(shè)備的數(shù)據(jù)管理多個推理處理線程相比,在單個設(shè)備上進行單個推理無疑是一項成本較低的任務(wù)。

最后,很明顯,占用帶寬的數(shù)據(jù)較少,可以使用普通的連接基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來構(gòu)建智能服務(wù),而不會為特定的連接產(chǎn)生額外的費用。

首先,由于這些智能設(shè)備允許對AI模型進行幾乎實時的處理,因此打開了一個巨大潛力的場景。

借助這項技術(shù),可以想象沒有排隊的自由流動結(jié)賬服務(wù),因為相機可以識別出托盤中的食物?;虬踩O(shè)備的自動檢測服務(wù)(例如COVID面罩),入侵的檢測以及能耗的監(jiān)視和預(yù)測或機械的自動預(yù)測管理等。

在特定的用例中,將人工智能的力量傳遞到最后一英里可以使它成為力量的乘數(shù),從而導(dǎo)致計算工作的細分,并提高了設(shè)計服務(wù)的有效性和效率。

結(jié)論
我們的結(jié)論是,盡管沒有明確的選擇,但對于Cloud Ai和Edge AI,架構(gòu)已可以用于其用途,而設(shè)計新的智能服務(wù)的人將必須能夠充分利用這兩種技術(shù)不僅可以改善服務(wù)的固有性能,還可以確保創(chuàng)新的軟件解決方案具有更好的用戶體驗。

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2020-10-22
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