以Stable Diffusion為例，Akamai教你多快好省地搞定AI推理
AI技術的快速發(fā)展讓幾乎所有企業(yè)都加大了對IT領域的投資，但這些投資的方向到底正確嗎？由于運營效率方面的問題，很多企業(yè)在推理階段就已經浪費了大量資源，導致AI項目投資回報率下降，甚至進一步妨礙了未來的AI戰(zhàn)略。但其實，這些被浪費的資源本可用于創(chuàng)新、實驗和新項目的推進。
只要選擇更具戰(zhàn)略性的基礎設施，AI推理成本最多可降低86%！本文將以Stable Diffusion為案例，告訴大家如何通過優(yōu)化基礎設施來顯著提升AI性能并降低成本。
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AI推理的挑戰(zhàn)：成本 vs. 目標
盡管早期AI技術關注的是大規(guī)模模型訓練，但現(xiàn)實情況是：超過80%的計算需求來自推理任務。企業(yè)面臨著兌現(xiàn)AI承諾的壓力，但盲目跟風投資往往導致嚴重成本超支。推理過程中，又該如何在追求目標的同時保持高效？
為此需要權衡成本與預期結果，例如低延遲、快速推理、高準確率，甚至可持續(xù)性等各種目標。這就必須在AI模型生命周期內進行精細規(guī)劃、優(yōu)化和持續(xù)監(jiān)測。
案例研究：Stable Diffusion在GPU上的推理優(yōu)化
作為一個強大的圖像生成模型，Stable Diffusion推理優(yōu)化涉及多個因素，包括CPU、RAM、GPU、VRAM、磁盤I/O和網(wǎng)絡性能。全面測試和強大的監(jiān)測工具是發(fā)現(xiàn)并解決瓶頸的關鍵。
基準測試設置
本次我們所進行的基準測試，在推薦的Amazon云實例和Akamai Cloud類似規(guī)格的虛擬機環(huán)境中運行了Stable Diffusion XL，并對比了兩者的性能。測試中生成的圖像尺寸為512×512像素。測量的三個關鍵指標包括：
- 延遲——衡量從提交提示詞到返回圖像的時間，該指標會直接影響用戶體驗。
- 吞吐量——衡量在一定時間內可生成的圖像數(shù)量。
- 迭代速度——反映單次迭代的執(zhí)行時間。更高的迭代次數(shù)可生成更精細的圖像，但也需要更多計算資源。
我們測試了如下的三個實例：
注意：實際價格會因部署的所在區(qū)域而異。本次測試是在2024年9月進行的，并在2024年12月進行了驗證。
測試結果
延遲
在Akamai RTX4000實例上運行Stable Diffusion XL，延遲相比AWS A10g實例降低15.0%，相比AWS T4實例降低62.8%。
圖1：延遲（越低越好）
吞吐量
在Akamai RTX4000實例上運行Stable Diffusion XL，吞吐量相比AWS A10g實例提升29.4%，相比AWS T4實例提升314.3%。
圖2：吞吐量（越高越好）
迭代速度
Akamai RTX4000在迭代速度上同樣表現(xiàn)優(yōu)越，相比AWS A10g提升10.9%，相比AWS T4提升167.7%。
圖3：迭代速度（越高越好）
成本
在Akamai RTX4000實例上運行Stable Diffusion XL，每百萬張圖像的成本比AWS A10g低58.4% - 75.5%，比AWS T4低76.9% - 86.4%。盡管AWS T4實例的月租成本較低，但其性能不足以抵消整體成本劣勢。
圖4：成本（實際價格會因部署的所在區(qū)域而異）
結論：選擇適合的基礎設施，這很重要
本案例研究表明，基礎設施的選擇會對AI性能和成本產生重大影響。Akamai RTX4000在推理任務上提供了更低的延遲、更高的吞吐量和更低的成本，使企業(yè)能夠：
- 優(yōu)化項目：讓利于客戶，通過增加迭代次數(shù)改善圖像質量，或開發(fā)新功能。
- 促進創(chuàng)新：節(jié)省的資金可支持企業(yè)內部的新項目和實驗。
除了基礎設施優(yōu)化，還可以通過以下方法進一步提高推理效率：
- 模型優(yōu)化：量化（Quantization）、知識蒸餾（Knowledge Distillation）、稀疏化（Sparsification）等技術可減少模型大小和復雜性，從而降低計算成本。
- 持續(xù)監(jiān)測與分析：監(jiān)控資源利用率，發(fā)現(xiàn)瓶頸，優(yōu)化資源分配。
- 自動化擴展與負載均衡：根據(jù)需求動態(tài)調整計算資源，提高整體效率。
整個優(yōu)化過程需要結合AI應用的具體目標，找到成本、性能和質量之間的最佳平衡點。
AI技術有著巨大的潛力，但要充分釋放其價值，需要戰(zhàn)略性和充分考慮了成本意識的投資決策。企業(yè)領導者必須避免盲目跟風，通過優(yōu)化推理過程，以數(shù)據(jù)驅動的方式最大化AI的投資回報率，加速創(chuàng)新，實現(xiàn)業(yè)務目標。
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