AI推理对数据中心架构的影响

F5生态系统 | 2024年6月13日

有人说,IT预算决定着战略的成败。如果确实如此,那么AI战略正展现出强劲活力。

我们的最新研究显示,各组织平均将18%的IT预算专门用于AI。但这18%的具体分配方式,反映了其AI战略。

目前,约18%的AI预算用于AI服务,即集成或提供某种AI工具的第三方应用。其余预算用于模型(19%)、开发(16%)、安全(9%)、数据技术(11%)和GPU(9%)。

结合训练(50%)与推理(50%)支出各占一半,以及AI将分布在公有云(80%)和本地环境(54%)的调查结果,可以推断,各组织正计划对基础设施进行重大调整,以支持完整的AI生命周期。

要提供这方面的支持,需要重新审视网络。

构建同时支持训练和推理的基础设施时,需要密切关注Kubernetes等现代应用环境,以及流量如何在AI实例之间、模型与使用这些模型的应用之间流动。

虽然NVIDIA并非唯一的加速技术(GPU、DPU、IPU等)提供商,但其参考架构具有引领作用。正是这些细节会对网络和可扩展性架构产生重大影响。

AI Pod、集群和工厂

目前,业界对Kubernetes专用术语的使用颇为担忧。虽然运维人员已经理解Pod和集群的定义,但在大规模部署推理时,主要GPU提供商却模糊了这些定义。

例如,NVIDIA所称的AI pod实际上是Kubernetes集群,而一组相互关联的集群则被称为AI工厂。

我无意争论术语,毕竟这类争论我很少能赢。因此,我更关注这些AI能力单元及其对网络的意义。

尤其是在扩展生成式AI时,一个现实问题是对计算周期的需求,具体而言,就是对GPU计算周期的需求。为满足这一需求,特别是对于AI服务提供商而言,需要构建复杂的AI计算单元。NVIDIA将这些单元称为AI pod,其他厂商无疑也会有各自的专用名称。它们本质上是Kubernetes集群。

这意味着AI计算单元内部会产生大量东西向流量,同时也会有大量南北向流量进入这些AI计算单元。正是在传统数据中心基础设施与新兴AI计算集群的交界处,我们看到了显著变化。

数据中心与AI互连方式示意图。

该边界需要处理大量任务,对于需要按租户实施网络隔离的服务提供商而言尤其如此。此外,还需要大量L4-7流量管理功能,包括速率限制,以免AI资源不堪重负。还需要通过负载均衡实现扩展和流量分配,以及提供高级CGNAT功能等网络服务。

企业同样需要其中的许多功能,以扩展AI部署,支持日益丰富的业务用例,包括提高生产力、生成代码和内容、实现工作流自动化,当然也包括备受关注的AI运维。虽然企业可能不需要按租户隔离,但这有助于确保自动化和运营分析等高优先级AI工作负载不会因低优先级AI工作负载而资源不足。

无论是服务提供商还是企业,数据中心网络都将发生重大变化。将AI工作负载引入传统数据中心架构,可能导致架构无法扩展,甚至无法可靠运行。

了解数据中心架构的变化至关重要,同时还需要借助BIG-IP Next SPK等工具和技术,提供成功实现数据中心网络现代化所需的能力,从而支持各种AI工作负载以及最终依赖这些工作负载的业务。

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关于作者

Lori Mac Vittie
Lori Mac Vittie杰出工程师兼首席技术布道师 | F5

Lori MacVittie是F5首席技术官办公室的杰出工程师兼首席技术布道师,在应用交付、自动化战略和基础设施领域拥有深厚的专业知识。无论是为AI智能体定义防护机制、剖析脆弱的多云架构,还是探索可扩展系统的极限,她都善于化繁为简。她在应用开发、IT架构以及网络和系统运维领域拥有30多年的行业经验。加入F5之前,她曾担任技术编辑,并因出色表现获得奖项。 MacVittie拥有计算机科学硕士学位,著述颇丰,出版作品涵盖安全、云和企业架构领域。她还热衷于桌面游戏和电子游戏,并且对奶酪有着毫不掩饰的鲜明见解。

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