云计算·大数据 频道

解码亚马逊云科技生成式AI背后的“技术魔法”

  当生成式AI技术浪潮席卷全球,我们不禁要问:这是怎样一个时代?

  我们经历了门户时代、网络游戏时代、电商时代、社交时代、视频网站时代、直播平台时代……而今天,这些历轮 “英雄”,全部在生成式AI时代会师,开启一场“群模”争霸大战。

  纵观生成式AI发展现状,一个由技术驱动、智能引领的新纪元正式开启,推动着人类社会迈进向更广阔的未来。亚马逊云科技大中华区产品总经理 陈晓建,把这一切变化概括为“任何先进技术初看都与魔法无疑”,实际上每一项技术都是数十年发展的结果。我们有幸处在技术变革时代,每项创新都将对世界产生影响,可能会改变一个行业,也会改变人类生活。

  就像亚马逊云科技的诞生,最早是服务于在亚马逊上建立在线零售业务的企业,之后服务于世界各地数亿客户,帮助任何规模的公司启动和扩展自己的业务。可以说,亚马逊云科技能成长为云计算领域的先驱,是溶于血液的创新力量在推动,也是全球科技变革不断演进的结果。今天,亚马逊云科技在全球33个地区提供超过200项全功能的服务,从计算到网络、存储、数据库,每项服务都在消除创新障碍,降低创新门槛。

  生成式AI时代,亚马逊云科技希望在以往技术创新基础上再上新台阶,凭借强大的三层技术栈能力,帮助更多企业改变世界,创造未来。

  生成式AI三层技术栈重塑新世界

  ▲亚马逊云科技大中华区产品总经理 陈晓建 强调

  “不会有一个基础模型能适应于所有生成式AI场景,客户需要根据不同的时间,不同的应用场景灵活地选择不同的模型。为了帮助客户选择合适的模型,我们推出了Amazon Bedrock 模型评估功能,帮助客户简化评估、比较和选择基础模型的过程。” 陈晓建 强调,Amazon Bedrock是使用基础模型构建和扩展生成式AI应用程序的最简单方式。

  在生成式AI技术栈的模型层,Amazon Bedrock真正实现了“模型自由”,用户可以通过单一的API访问来自AI21 Labs、Anthropic、Cohere、Meta、Mistral AI、Stability AI和亚马逊等领先人工智能公司提供的高性能基础模型。

  以Claude 3为例,作为Anthropic和亚马逊云科技的战略合作的一部分,Amazon Bedrock同步首发了Claude 3模型家族的产品,今天,包括Claude 3 Haiku 、Claude 3 Sonnet 和 Claude 3 Opus 都已经在Amazon Bedrock可用, 成千上万的客户已经通过Amazon Bedrock体验到了 Claude 3 在认知任务中树立的新基准,以及这些模型具有的智能、速度和成本效率。

  除了Claude 3、Llama 3、Command R和 Command R+以及Mistral AI系列等基础模型,Amazon Bedrock还提供自己开发的Amazon Titan系列模型。最新推出的Amazon Titan Text Embeddings V2模型,是亚马逊自研Embedding模型,针对 RAG 工作流程进行了优化,并与 Amazon Bedrock 的知识库无缝集成,可高效地提供更丰富、更相关的响应。同时推出的还有Titan Text Premier基础模型,这是Titan Text 系列中领先型号,旨在为各种企业应用程序提供卓越的性能,并对RAG以及Agent提供了专门优化,提供了更高的准确性和卓越的结果。

  针对前文提到的Model Evaluation for Amazon Bedrock模型评估功能,是模型定制化服务的其中一个功能,主要目的是帮助客户快速找到最适合他们的模型。

  为了简化模型部署过程,Amazon Bedrock还提供自定义模型导入功能,企业可以将基于Llama, Mistral和Flan-T5开发的定制模型导入到 Bedrock之中,以完全托管的 API方式进行访问,这一全新功能让企业既可以使用SageMaker来持续预训练或者微调一个定制化模型,又能够充分享受Bedrock的诸多模型管理功能,而无需管理底层设施;知识库功能,利用微调、持续预训练,检索增强生成(RAG)等能力,可以帮助客户利用企业系统和数据源定制个性化生成式AI应用;代理功能,允许开发人员定义特定的任务、工作流程或决策过程,增强控制和自动化,同时确保与预期用例保持一致。

  除了中间的基础模型层,亚马逊云科技在底层的基础设施层、上层的应用层,都有丰富的产品服务。

  在底层基础设施层,亚马逊云科技提供了用于模型训练和推理的专用能力。比如:在GPU和自研芯片方面,亚马逊云科技可以基于NVIDIA GPU提供超级芯片,极大地降低了训练和推理的算力成本。同时,基于Amazon Trainium的Trn1 EC2实例和基于Amazon Inferentia芯片的Inf2 EC2实例,与类似的基于英伟达GPU的Amazon EC2实例相比,可分别将训练成本降低高达50%(Trn1),推理成本降低高达40%(Inf2)。

  在亚马逊云科技中国峰会上,作为底层重要能力的Amazon SageMaker也有诸多更新。其中,Amazon SageMaker HyperPod已正式可用,能够将训练模型的时间减少多达 40%。值得一提的是,知名的机器学习公司Hugging Face,就一直在使用SageMaker HyperPod加速计算创新。

  另外,Amazon SageMaker Jumpstart也是国内开发者和全球用户喜欢的诸多功能之一。零一万物Yi-1.5 6B/9B/34B基础模型、百川智能Baichuan-2 7B基础模型,都上线了中国区域的SageMaker Jumpstart。

  在生成式AI三层技术栈的顶层,亚马逊云科技要打造的是开箱即用的能力,作为强大的生成式AI助手Amazon Q,目前已是企业加速软件开发并更好地利用业务数据的重要应用。Amazon Q有三款应用:分别是Amazon Q Developer、Amazon Q Business和 Amazon Q in QuickSight,现在均已正式可用。Amazon Q Business 还新发布了Amazon Q Apps功能,现已公开预览。

  技术架构创新连接未来想象

  毫无疑问,在生成式AI浪潮下,所有企业以及所有技术工作者都应该去拥抱新的技术变化。问题是,在生成式AI底层技术逻辑上,到底发生了哪些变化?是什么动力在推动着技术变革?

  ▲亚马逊云科技大中华区解决方案架构总经理 代闻

  “很多需求一起摆在我们面前的时候, 应用架构必需要打开思路, 做出过去从没做过的创新。” 亚马逊云科技大中华区解决方案架构总经理 代闻 认为,我们应该看清变化的技术和不变的需求,积极推进架构演进,去连接未来想象。而当我们不知道如何开始的时候,那就去拆解需求,专门构建,在多元的技术中各个突破。

  从历史发展来看,计算、存储、网络等基础组件能力决定了架构设计。而在最核心的计算组件中,我们首先会想到一个重要的计算拐点,那就是Nitro。亚马逊云科技刚刚发布EC2的时候,主频1.7GHz,网络带宽250Mbps,内存不到2GB,磁盘只有160GB,而且是机械盘。在之后的十多年时间里,亚马逊云科技将一种EC2做到了70种。从2017年到2023年,又将EC2发展到750种,可以为所有负载提供合适的计算实例。2017年,亚马逊云科技对外宣布了 Nitro虚拟化平台,将安全、管理和监控也卸载到了硬件上,将主机算力近乎100%地提供给客户,并且进一步加强了虚拟化的安全。更重要的是,Nitro虚拟化平台实现了虚拟化平台和服务器选择的解耦,因此底层的虚拟化技术创新和上层的服务器种类发展可以并行展开。

  到目前为止,亚马逊云科技已经发布了五代Nitro芯片。持续在网络性能、存储性能 和 安全加固,获得更低的延迟、更高的吞吐量以及每秒处理更多数据包的能力。

  在最新的 Nitro 平台支持下,单个虚拟机的最大 IOPS 可以到 400K,存储带宽可以到 100Gbps。亚马逊云科技还重写了主机和闪存之间的闪存转换层算法,并且将这个算法运行到 Nitro 系统的一块芯片里,将 SSD 访问延迟降低了 60%,抖动减少了 75%。

  随着Nitro的创新,带宽也发展到100Gbps、400Gbps,直到现在的单机6.4Tbps,为大模型训练提供了有力的保障。并且,最新Nitro支持的包转发达到了30Mpps(Packets Per Second),即每秒处理三千万个数据包。同时,结合TCP、SRD、SIDR等数据传输协议以及路由协议,亚马逊云科技得以建成超大规模数据中心网络 UltraCluster。它支持的GPU实例可以到两万台,如果使用亚马逊自研的机器学习训练Trn1实例,可以支持扩展到三万个Trainium 加速器。

  为了更符合云计算业务和新时代处理器需求,亚马逊云科技还发布了云计算处理器 Graviton。亚马逊云科技在全球规模化提供的基于 Graviton 的 Amazon EC2 实例种类达 150 多个,已经构建的 Graviton 处理器数量超过 200 万个,并拥有超过 50,000 客户。

  架构体系创新还体现在韧性、弹性与效率方面。技术架构与桥梁有很多相似之处,强调安全、稳定可靠,同时又有跨度、宽度、承重等量化指标。

  众所周知,很多云服务的宕机事故都与云平台的访问控制服务有关,亚马逊云科技是如何提供高可靠的访问控制服务的呢?Amazon IAM的设计理念值得业界参考!Amazon IAM分为控制平面和数据平面两部分,控制平面接受权限更改的请求,下发策略信息给到各个区域的数据平面,数据平面独立存在于每个区域,该区域中的每个云服务都直接与Amazon IAM数据平面交互,由它处理本区域内所有访问控制请求。Amazon IAM在每个区域的数据平面都采用了单元架构来实现高可用。单元架构,Cell-based Architecture,是一个架构设计方法,可以最小化故障的影响范围,降低“爆炸半径”。假设Amazon IAM 控制平面全面故障,每个区域的身份验证和授权都可以继续正常运行,并且每个区域内的其他服务都可以正常访问到现有的权限策略,不受任何影响。

  为了让应用更具弹性,Serverless不仅是产品,更是一种构建方式。其中,Firecracker轻量级虚拟化技术,旨在快速启动和管理容器化工作负载,提升资源效率和安全性。同时,为了改善Java 函数的冷启动问题,Amazon Lambda SnapStart,可以提升10倍冷启动速度,并且不需要修改任何代码。在传统方式下,有状态的Serverless 对数据库来说一直是一个挑战,Caspian实现了类似“多库同宿主,允许共享预留”的逻辑,让Serverless数据库实现跨越式创新。

  另外,现代化技术栈是多元技术融合场景,有生成式AI的智能体验,有可持续发展,还有安全合规等,当诸多需求摆在一起,应用架构该如何打开新思路,做出过去从没有过的创新?

  亚马逊云科技专门构建了各种数据服务,包括关系型数据库、非关系型数据库、数据仓库,以及各种批式/流式的数据采集和分析服务。为了实现Zero-ETL目标,亚马逊云科技已提供6项Zero ETL的能力,包括Amazon Aurora MySQL 与 Amazon Redshift 的Zero-ETL 集成等。在亚马逊云科技中国峰会上,亚马逊云科技专门发布了3款Zero-ETL更新:1) Amazon Aurora Zero-ETL with Amazon Redshift的亚马逊云科技中国(宁夏)区域正式可用;2) Amazon OpenSearch Service zero-ETL integration with Amazon S3 在亚马逊云科技海外区域正式可用,这项创新功能将为数据湖提供强大的运营分析能力;3) Amazon DocumentDB zero-ETL integration with Amazon OpenSearch发布预览:Amazon DocumentDB兼容MongoDB的API,这项新的ZeroETL允许用户轻松使用Amazon OpenSearch API在Amazon DocumentDB文档上进行模糊搜索、交叉收集搜索和多语言等高级搜索。

  小结:

  从生成式AI技术到底层的架构演进,每一次革新都如同星辰般闪耀,引领着人类社会发展。而在这一璀璨的星空中,亚马逊云科技所孕育的生成式AI技术以及背后的“魔法”,不仅引领着行业创新潮流,更在重塑着我们的生活、工作方式,拓展着我们的认知边界。展望未来,正如代闻所言,作为架构师、工程师,或者任何一个有技术信仰的构建者,每一行代码,每一种选择,每一个决定,都是写给未来的信。我们应该看清变化的技术和不变的底层逻辑,积极推动技术创新,连接未来无限可能。

0
相关文章