ML-Produktionssysteme: Statische und dynamische Inferenz
Bei der Inferenz werden Vorhersagen erstellt, indem ein trainiertes Modell auf beispiellose Daten angewendet wird.
Im Allgemeinen kann ein Modell Vorhersagen auf zwei Arten ableiten:
Bei der statischen Inferenz (auch Offlineinferenz oder Batchinferenz genannt) trifft das Modell Vorhersagen für eine Reihe gängiger unbeschrifteter Beispiele und speichert diese Vorhersagen dann an einem bestimmten Ort im Cache.
Bei der dynamischen Inferenz (auch Onlineinferenz oder Echtzeitinferenz genannt) werden Vorhersagen nur auf Anfrage erstellt, z. B. wenn ein Kunde eine Vorhersage anfordert.
Angenommen, Sie haben ein sehr komplexes Modell, für das eine Stunde benötigt wird, um eine Vorhersage zu treffen.
Dies wäre wahrscheinlich eine hervorragende Situation für die statische Inferenz:
Abbildung 4. Bei der statischen Inferenz generiert ein Modell Vorhersagen, die dann auf einem Server im Cache gespeichert werden.
Angenommen, für dasselbe komplexe Modell wird fälschlicherweise die dynamische Inferenz anstelle der statischen Inferenz verwendet. Wenn viele Clients ungefähr zur selben Zeit Vorhersagen anfordern, erhalten die meisten von ihnen diese erst nach Stunden oder Tagen.
Betrachten wir nun ein Modell, das schnell inferiert, etwa in 2 Millisekunden und mit relativ wenigen Rechenressourcen. In diesem Fall können Kunden wie in Abbildung 5 dargestellt schnell und effizient Prognosen durch dynamische Inferenz erhalten.
Abbildung 5: Bei der dynamischen Inferenz leitet ein Modell Vorhersagen bei Bedarf ab.
Statische Inferenz
Die statische Inferenz bietet bestimmte Vor- und Nachteile.
Vorteile
Sie müssen sich nicht viel um die Kosten der Inferenz kümmern.
Vor dem Pushen kann eine Nachprüfung der Vorhersagen durchgeführt werden.
Nachteile
Es können nur zwischengespeicherte Vorhersagen bereitgestellt werden. Daher kann das System möglicherweise keine Vorhersagen für ungewöhnliche Eingabebeispiele bereitstellen.
Die Updatelatenz wird wahrscheinlich in Stunden oder Tagen gemessen.
Dynamische Inferenz
Die dynamische Inferenz bietet bestimmte Vorteile und Nachteile.
Vorteile
Kann eine Vorhersage für alle neuen Elemente treffen, die eingehen. Das ist ideal für Long-Tail-Vorhersagen (weniger häufige Vorhersagen).
Nachteile
Sie sind rechenintensiv und latenzempfindlich. Diese Kombination kann die Modellkomplexität begrenzen. Das bedeutet, dass Sie möglicherweise ein einfacheres Modell erstellen müssen, das Vorhersagen schneller ableiten kann als ein komplexes Modell.
Die Überwachungsanforderungen sind intensiver.
Übungen: Wissen testen
Welche drei der folgenden vier Aussagen treffen auf die statische Inferenz zu?
Das Modell muss Vorhersagen für alle möglichen Eingaben erstellen.
Ja, das Modell muss Vorhersagen für alle möglichen Eingaben treffen und sie in einem Cache oder einer Suchtabelle speichern.
Wenn die Anzahl der Dinge, die das Modell vorhersagt, begrenzt ist, ist die statische Inferenz möglicherweise eine gute Wahl.
Bei Eingaben im Freiformat wie Nutzerabfragen mit vielen ungewöhnlichen oder seltenen Elementen kann die statische Inferenz jedoch nicht die volle Abdeckung bieten.
Das System kann abgeleitete Vorhersagen prüfen, bevor sie ausgeliefert werden.
Ja, das ist ein nützlicher Aspekt der statischen Inferenz.
Bei einer bestimmten Eingabe kann das Modell eine Vorhersage schneller liefern als bei der dynamischen Inferenz.
Ja, mit der statischen Inferenz können Vorhersagen fast immer schneller ausgeliefert werden als mit der dynamischen Inferenz.
Sie können schnell auf Veränderungen in der Welt reagieren.
Nein, das ist ein Nachteil der statischen Inferenz.
Welche der folgenden Aussagen trifft auf die dynamische Inferenz zu?
Sie können Vorhersagen für alle möglichen Artikel bereitstellen.
Ja, das ist eine Stärke der dynamischen Inferenz. Jede eingehende Anfrage erhält eine Bewertung. Die dynamische Inferenz verarbeitet Long-Tail-Verteilungen (mit vielen seltenen Elementen), z. B. den Raum aller möglichen Sätze in Filmrezensionen.
Sie können Vorhersagen nachträglich prüfen, bevor sie verwendet werden.
Im Allgemeinen ist es nicht möglich, alle Vorhersagen nachträglich zu überprüfen, bevor sie verwendet werden, da sie auf Anfrage erstellt werden. Sie können jedoch die aggregierten Vorhersagequalitäten überwachen, um eine gewisse Qualitätsprüfung zu ermöglichen. Diese geben jedoch erst dann Alarm, wenn sich das Problem bereits ausgebreitet hat.
Bei der dynamischen Inferenz müssen Sie sich nicht so sehr um die Vorhersagelatenz (die Verzögerung bei der Rückgabe von Vorhersagen) kümmern wie bei der statischen Inferenz.
Die Vorhersagelatenz ist bei der dynamischen Inferenz oft ein echtes Problem.
Leider lassen sich Probleme mit der Vorhersagelatenz nicht unbedingt durch Hinzufügen weiterer Inferenzserver beheben.
