Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung-KI-php.cn

Autor: Ya Jie Yingliang Chen Long und andere

Einleitung

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des Lebensmittelliefergeschäfts von Meituan hat das Team der Werbemaschine für Lebensmittellieferungen technische Untersuchungen und Übungen in mehreren Bereichen durchgeführt und auch Erfolge erzielt einige Ergebnisse Ergebnisse. Wir werden es seriell teilen und der Inhalt umfasst hauptsächlich: ① Die Praxis der groß angelegten Deep-Learning-Modellentwicklung; ④ Die Praxis des großen -Scale-Index-Erstellung und Online-Abrufdienste; ⑤ Mechanism-Engineering-Plattform-Praxis. Vor nicht allzu langer Zeit haben wir die Praxis der Business-Plattformisierung veröffentlicht (Einzelheiten finden Sie im Artikel „Exploration and Practice of Meituan Takeout Advertising Platformization“). Dieser Artikel ist der zweite in einer Reihe von Artikeln. Wir werden uns auf die Herausforderungen konzentrieren, die groß angelegte Deep-Modelle auf der Full-Link-Ebene mit sich bringen. Dabei gehen wir von zwei Aspekten aus: Online-Latenz und Offline-Effizienz und erläutern die Technik der Werbung im Großen und Ganzen Üben Sie, ich hoffe, es kann jedem etwas Hilfe oder Inspiration bringen.

1 Hintergrund

In Kerngeschäftsszenarien des Internets wie Suche, Empfehlung und Werbung (im Folgenden als Suchwerbung bezeichnet) ist die Durchführung von Data Mining und Interessenmodellierung zur Bereitstellung hochwertiger Dienste für Benutzer eine Möglichkeit geworden um die Benutzererfahrung zu verbessern. In den letzten Jahren wurden in der Branche mithilfe von Datendividenden und Hardwaretechnologiedividenden Deep-Learning-Modelle in großem Umfang implementiert. Gleichzeitig hat sich die Branche in CTR-Szenarien schrittweise von einfachen DNN zu kleinen Modellen entwickelt Modelle bis hin zu großen Einbettungsmodellen mit Billionen von Parametern oder sogar supergroßen Modellen. Der Geschäftsbereich Werbung zum Mitnehmen hat hauptsächlich den Evolutionsprozess von „LR-Flachmodell (Baummodell)“ -> „Deep-Learning-Modell“ -> „Groß angelegtes Deep-Learning-Modell“ erlebt. Der gesamte Evolutionstrend geht allmählich von einfachen Modellen, die auf künstlichen Merkmalen basieren, zu komplexen Deep-Learning-Modellen mit Daten als Kern über. Die Verwendung großer Modelle hat die Ausdrucksfähigkeit des Modells erheblich verbessert, die Angebots- und Nachfrageseite genauer aufeinander abgestimmt und mehr Möglichkeiten für die spätere Geschäftsentwicklung bereitgestellt. Da jedoch der Umfang von Modellen und Daten weiter zunimmt, stellen wir fest, dass die folgende Beziehung zwischen Effizienz und Effizienz besteht: werden immer länger. Diese „Dauer“ entspricht der Offline-Ebene, die sich in der Effizienz widerspiegelt; sie entspricht der Online-Ebene, die sich in der Latenz widerspiegelt. Und unsere Arbeit dreht sich um die Optimierung dieser „Dauer“. Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung 2 Analyse

Im Vergleich zu gewöhnlichen kleinen Modellen besteht das Kernproblem großer Modelle darin, dass mit zunehmender Datenmenge und Modellmaßstab die Speicherung, Kommunikation, Berechnung usw. um das Dutzende oder sogar Hundertfache ansteigen Die Gesamtverbindung wird vor neuen Herausforderungen stehen, was sich wiederum auf die Offline-Iterationseffizienz des Algorithmus auswirkt. Wie kann man eine Reihe von Problemen wie Online-Verzögerungsbeschränkungen überwinden? Analysieren wir es zunächst anhand des vollständigen Links, wie unten gezeigt:

Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung Die „Dauer“ wird länger, was sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten widerspiegelt:

Online-Verzögerung: Auf Feature-Ebene, wenn die Online-Anfrage unverändert bleibt, führt die Zunahme des Feature-Volumens zu besonders schwerwiegenden Problemen wie erhöhter E/A und zeitaufwändiger Feature-Berechnung, die eine Analyse und Kompilierung von Features erfordern Operatoren, Merkmalsextraktion, interne Aufgabenplanung, Netzwerk-E/A-Übertragung und andere Aspekte werden neu gestaltet. Auf Modellebene hat das Modell Änderungen von Hunderten von M/G auf Hunderte von G durchlaufen, was zu einer Erhöhung der Speicherkapazität um zwei Größenordnungen geführt hat. Darüber hinaus hat sich auch der Rechenaufwand eines einzelnen Modells um Größenordnungen erhöht (FLOPs von Millionen auf jetzt mehrere zehn Millionen). Der enorme Rechenleistungsbedarf von Building CPU+ kann nicht allein gedeckt werden GPU + hierarchischer Cache Es ist unbedingt erforderlich, eine Inferenzarchitektur zu entwickeln, um groß angelegte Deep-Learning-Inferenzen zu unterstützen.
: Da die Anzahl der Beispiele und Funktionen um ein Vielfaches zunimmt, verlängert sich die Zeit für die Mustererstellung und das Modelltraining erheblich und kann sogar inakzeptabel werden. Das Hauptproblem des Systems besteht darin, eine umfangreiche Probenkonstruktion und ein Modelltraining mit begrenzten Ressourcen zu lösen. Auf der Datenebene löst die Industrie das Problem im Allgemeinen auf zwei Ebenen. Einerseits optimiert sie kontinuierlich die Einschränkungen im Stapelverarbeitungsprozess. Andererseits „wandelt sie Stapel in Datenströme um, von zentralisiert zu verteilt.“ , was die Effizienz der Datenbereitstellung erheblich verbessert. Auf der Trainingsebene wird die Beschleunigung durch Hardware-GPU in Kombination mit Optimierung auf Architekturebene erreicht. Zweitens werden Algorithmeninnovationen oft von Menschen vorangetrieben. Wie können neue Daten schnell von anderen Unternehmen angewendet werden, wenn N Personen in N Geschäftsbereichen eingesetzt werden, um dieselbe Optimierung durchzuführen? Durch die Optimierung eines Geschäftsbereichs und die gleichzeitige Ausstrahlung auf N Geschäftsbereiche werden N-1-Arbeitskräfte für neue Innovationen freigesetzt, was den Innovationszyklus erheblich verkürzen wird, insbesondere wenn sich der gesamte Modellmaßstab in Zukunft ändert. Dies wird unweigerlich die Kosten für die manuelle Iteration erhöhen, eine tiefgreifende Transformation von „Menschen finden Merkmale/Modelle“ zu „Merkmale/Modelle finden Menschen“ bewirken, „wiederholte Innovationen“ reduzieren und einen intelligenten Abgleich von Modellen und Daten erreichen. Andere Probleme mit der Pipeline und inkrementelle Online-Bereitstellung; ② Die Rollback-Zeit des Modells, die Zeit, um Dinge richtig zu machen, und die Wiederherstellungszeit, nachdem Dinge falsch gemacht wurden. Kurz gesagt, es werden neue Anforderungen in den Bereichen Entwicklung, Test, Bereitstellung, Überwachung, Rollback usw. entstehen.
Modellinferenz, Feature-Service), Offline-Effizienz (

) und erklärt schrittweise die groß angelegte und tiefe Anwendung der Werbung Ingenieurpraxis an Modellen. Wir werden in den folgenden Kapiteln erläutern, wie Sie die „Dauer“ und andere damit zusammenhängende Probleme optimieren können. Bleiben Sie also auf dem Laufenden. 3 ModellinferenzAuf der Ebene der Modellinferenz hat die Werbung zum Mitnehmen drei Versionen durchlaufen, von der 1.0-Ära, dargestellt durch DNN-Modelle, die Nischenskalierung unterstützen, bis zur 2.0-Ära, die effizient ist und wenig Code erfordert Unterstützung von Multi-Business-Iterationen und dann In der heutigen 3.0-Ära besteht nach und nach eine Nachfrage nach Deep-Learning-DNN-Rechenleistung und großem Speicher. Die wichtigsten Entwicklungstrends sind in der folgenden Abbildung dargestellt:

Für große Modellinferenzszenarien sind die beiden durch die 3.0-Architektur gelösten Kernprobleme: „Speicherproblem“ und „Leistungsproblem“. Natürlich sind auch die Herausforderungen, mit denen das Projekt konfrontiert ist, die Frage, wie man für N Hundert G+-Modelle iteriert, wie man die Online-Stabilität gewährleistet, wenn die Rechenlast um ein Dutzend Mal zunimmt, wie man die Pipeline verstärkt usw. Im Folgenden konzentrieren wir uns darauf, wie die Model Inference 3.0-Architektur große Modellspeicherprobleme durch „Verteilung“ löst und wie Leistungs- und Durchsatzprobleme durch CPU/GPU-Beschleunigung gelöst werden können.

3.1 Verteilt Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung Die Parameter des großen Modells sind hauptsächlich in zwei Teile unterteilt: Sparse-Parameter und Dense-Parameter.

Sparse-Parameter: Die Parametergröße ist sehr groß, normalerweise im Milliarden-Bereich oder sogar im Milliarden-/Zehntel-Milliarden-Bereich, was zu einer großen Speicherplatzbelegung führt, normalerweise im Hunderter-G-Bereich. oder sogar T-Level. Seine Eigenschaften: ① Schwierigkeiten beim Laden im Standalone-Modus: Im Standalone-Modus müssen alle Sparse-Parameter in den Maschinenspeicher geladen werden, was zu einem ernsthaften Speichermangel führt, der die Stabilität und Iterationseffizienz beeinträchtigt. ② Sparse-Lesen: nur ein Teil des Sparse Parameter müssen für jede Inferenzberechnung gelesen werden. Beispielsweise liegt die volle Anzahl an Benutzerparametern auf der 200-Millionen-Ebene, es muss jedoch nur ein Benutzerparameter für jede Inferenzanforderung gelesen werden.
Dichte Parameter: Die Parameterskala ist nicht groß, das Modell ist im Allgemeinen vollständig in 2 bis 3 Schichten verbunden und die Parametergröße liegt im Millionen-/Zehnmillionen-Bereich. Merkmale: ① Einzelne Maschine kann geladen werden: Dichte Parameter belegen etwa zehn Megabyte, und der Speicher einer einzelnen Maschine kann normal geladen werden. Beispiel: Die Eingabeschicht ist 2000, die vollständig verbundene Schicht ist [1024, 512, 256] und Die Gesamtparameter sind: 2000 * 1024 + 1024 * 512 + 512 * 256 + 256 = 2703616, insgesamt 2,7 Millionen Parameter, und der belegte Speicher liegt innerhalb von 100 Megabyte; ② Vollständiger Lesevorgang: Für jede Inferenzberechnung die volle Menge Parameter müssen gelesen werden.

Daher besteht der Schlüssel zur Lösung des Problems des Wachstums großer Modellparameter darin, Sparse-Parameter vom Einzelmaschinenspeicher in den verteilten Speicher umzuwandeln. Die Transformationsmethode umfasst zwei Teile: ① Modellnetzwerkstrukturkonvertierung; .

3.1.1 Konvertierung der Modellnetzwerkstruktur

Die Methoden der Branche zum Erhalten verteilter Parameter sind grob in zwei Typen unterteilt: Externe Dienste erhalten Parameter im Voraus und übergeben sie an den Vorhersagedienst; der Vorhersagedienst transformiert TF (TensorFlow). )-Operator zum Abrufen von Parametern aus dem verteilten Speicher. Um die Kosten für Architekturänderungen zu reduzieren und den Eingriff in die vorhandene Modellstruktur zu verringern, haben wir uns dafür entschieden, verteilte Parameter durch Modifizieren des TF-Operators zu erhalten.

Unter normalen Umständen verwendet das TF-Modell native Operatoren zum Lesen von Sparse-Parametern. Der Kernoperator ist der GatherV2-Operator. Die Eingabe des Operators besteht hauptsächlich aus zwei Teilen: ① abzufragende ID-Liste; Parametertabelle. Die Funktion des

-Operators besteht darin, die dem ID-Listenindex entsprechenden Einbettungsdaten aus der Einbettungstabelle zu lesen und zurückzugeben. Es handelt sich im Wesentlichen um einen Hash-Abfrageprozess. Unter anderem werden die in der Einbettungstabelle gespeicherten Sparse-Parameter alle im Einzelmaschinenspeicher im Einzelmaschinenmodell gespeichert.

Die Transformation des TF-Operators ist im Wesentlichen eine Transformation der Modellnetzwerkstruktur. Die Kernpunkte der Transformation umfassen hauptsächlich zwei Teile: ① Netzwerkgraphenrekonstruktion; ② Benutzerdefinierte verteilte Operatoren.

1. Rekonstruktion des Netzwerkdiagramms: Transformieren Sie die Modellnetzwerkstruktur, ersetzen Sie den nativen TF-Operator durch einen benutzerdefinierten verteilten Operator und festigen Sie gleichzeitig die native Einbettungstabelle.

Verteilter Operator-Ersatz: Durchlaufen Sie das Modellnetzwerk, ersetzen Sie den zu ersetzenden GatherV2-Operator durch den benutzerdefinierten verteilten Operator MtGatherV2 und ändern Sie gleichzeitig die Eingabe/Ausgabe der Upstream- und Downstream-Knoten .
Verfestigung der nativen Einbettungstabelle: Die native Einbettungstabelle wird als Platzhalter verfestigt, wodurch nicht nur die Integrität der Modellnetzwerkstruktur erhalten bleibt, sondern auch die Belegung des Einzelmaschinenspeichers durch Sparse-Parameter vermieden werden kann.

Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung 2. Benutzerdefinierter verteilter Operator: Ändern Sie den Einbettungsabfrageprozess basierend auf der ID-Liste, fragen Sie aus der lokalen Einbettungstabelle ab und ändern Sie ihn, um eine Abfrage aus dem verteilten KV durchzuführen.

Abfrage anfordern: Deduplizieren Sie die Eingabe-ID, um das Abfragevolumen zu reduzieren, und fragen Sie gleichzeitig durch Sharding ab. Der Second-Level-Cache (lokaler Cache + Remote-KV) erhält den Einbettungsvektor.
Modellverwaltung: Behalten Sie den Modelleinbettungs-Meta-Registrierungs- und Deinstallationsprozess sowie die Erstellung des Caches bei , Zerstörungsfunktion.
Modellbereitstellung: Löst das Laden von Modellressourceninformationen und den Prozess des parallelen Imports von Einbettungsdaten in KV aus.

3.1.2 Sparse-Parameter-Export

Sharded-Parallelexport # 🎜🎜#: Analysieren Sie die Checkpoint-Datei des Modells, rufen Sie die Teilinformationen ab, die der Einbettungstabelle entsprechen, teilen Sie sie nach Teil auf und exportieren Sie jede Teildatei parallel über mehrere Worker-Knoten nach HDFS.
KV importieren: Die Buckets speichern Informationen wie Modellversionen, um Online-Routing-Abfragen zu erleichtern. Gleichzeitig werden auch die Einbettungsdaten des Modells im Bucket gespeichert und parallel per Sharding in KV importiert.

Der Gesamtprozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Wir verwenden eine Offline-Konvertierung der verteilten Modellstruktur, eine Nearline-Datenkonsistenzgarantie und ein Online-Hotspot-Daten-Caching Andere Mittel, um sicherzustellen, dass die normalen Iterationsanforderungen von Hunderten von Gigabyte großen Modellen erfüllt werden.

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Es ist ersichtlich, dass es sich bei dem von Distributed verwendeten Speicher um eine externe KV-Fähigkeit handelt, die durch eine weitere ersetzt wird Effizienter und flexibler, zukünftig einfach zu verwaltender Einbettungsservice.

3.2 CPU-Beschleunigung

Zusätzlich zu den Optimierungsmethoden des Modells selbst gibt es zwei gängige Hauptmethoden zur CPU-Beschleunigung: ① Befehlssatz Optimierung, z. B. Verwendung des Befehlssatzes AVX2, AVX512; ② Verwendung der Beschleunigungsbibliothek (TVM, OpenVINO).

Befehlssatzoptimierung: Wenn Sie das TensorFlow-Modell verwenden, kompilieren Sie den TensorFlow Framework-Code Fügen Sie dazu einfach das Element zur Befehlssatzoptimierung direkt zu den Kompilierungsoptionen hinzu. Die Praxis hat gezeigt, dass die Einführung der Befehlssatzoptimierung AVX2 und AVX512 offensichtliche Auswirkungen hat und der Durchsatz von Online-Inferenzdiensten um über 30 % gestiegen ist.
Optimierung der Beschleunigungsbibliothek : Die Beschleunigungsbibliothek optimiert und integriert die Netzwerkmodellstruktur, um Inferenzbeschleunigungseffekte zu erzielen. Zu den in der Branche häufig verwendeten Beschleunigungsbibliotheken gehören TVM, OpenVINO usw. Unter diesen unterstützt TVM plattformübergreifend und weist eine gute Vielseitigkeit auf. OpenVINO ist speziell für die Hardware des Intel-Herstellers optimiert. Es bietet allgemeine Vielseitigkeit, aber einen guten Beschleunigungseffekt.

Im Folgenden konzentrieren wir uns auf einige unserer praktischen Erfahrungen bei der Verwendung von OpenVINO zur CPU-Beschleunigung. OpenVINO ist ein von Intel eingeführtes Deep-Learning-basiertes Framework zur Optimierung der Rechenbeschleunigung, das Komprimierungsoptimierung, beschleunigtes Rechnen und andere Funktionen von Modellen für maschinelles Lernen unterstützt. Das Beschleunigungsprinzip von OpenVINO lässt sich einfach in zwei Teile zusammenfassen: lineare Operatorfusion und Datengenauigkeitskalibrierung.

Lineare Operatorfusion: OpenVINO verwendet den Modelloptimierer, um das Modellnetzwerk zu kombinieren Die mehrschichtigen Operatoren im Operator werden vereinheitlicht und linear zusammengeführt, um den Overhead für die Operatorplanung und den Datenzugriffsoverhead zwischen den Operatoren zu reduzieren. Beispielsweise werden die drei Operatoren Conv+BN+Relu zu einem CBR-Strukturoperator zusammengeführt.
Datengenauigkeitskalibrierung: Nachdem das Modell offline trainiert wurde, kann dies der Fall sein, da während des Inferenzprozesses keine Backpropagation erforderlich ist Eine entsprechend reduzierte Datengenauigkeit, wie z. B. eine Herabstufung auf FP16- oder INT8-Präzision, führt zu einem geringeren Speicherbedarf und einer geringeren Inferenzlatenz.

Die CPU-Beschleunigung beschleunigt normalerweise die Inferenz für Kandidatenwarteschlangen mit festem Batch, aber in Suchförderungsszenarien sind Kandidatenwarteschlangen oft dynamisch. Dies bedeutet, dass vor der Modellinferenz eine Batch-Matching-Operation hinzugefügt werden muss, d. h. die angeforderte dynamische Batch-Kandidatenwarteschlange wird einem Batch-Modell zugeordnet, das ihr am nächsten liegt. Dies erfordert jedoch die Erstellung von N Matching-Modellen, was zu einer N-fachen Speichernutzung führt . Das Volumen des aktuellen Modells hat Hunderte von Gigabyte erreicht, und der Speicher ist sehr knapp. Daher ist die Auswahl einer angemessenen Netzwerkstruktur zur Beschleunigung ein wichtiger Aspekt, der berücksichtigt werden muss. Das Bild unten zeigt die gesamte Betriebsstruktur: Ingenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung

Netzwerkverteilung: Die gesamte Netzwerkstruktur des CTR-Modells ist in drei Teile abstrahiert: Einbettungsschicht, Aufmerksamkeitsschicht und MLP-Schicht. Die Einbettungsschicht wird für die Datenerfassung verwendet, und die Aufmerksamkeitsschicht enthält weitere logische Operationen Beim Lightweight-Computing handelt es sich bei der MLP-Schicht um ein dichtes Netzwerk-Computing.
Auswahl des Beschleunigungsnetzwerks: OpenVINO hat einen besseren Beschleunigungseffekt für reine Netzwerkberechnungen und kann gut auf die MLP-Schicht angewendet werden. Darüber hinaus werden die meisten Modelldaten in der Einbettungsschicht gespeichert, und die MLP-Schicht belegt nur einige zehn Megabyte Speicher. Wenn mehrere Stapel für das MLP-Layer-Netzwerk aufgeteilt werden, beträgt die Modellspeichernutzung vor der Optimierung (Einbettung+Aufmerksamkeit+MLP) ≈ nach der Optimierung (Einbettung+Aufmerksamkeit+MLP×Stapelnummer) und die Auswirkung auf die Speichernutzung wird klein sein. Daher haben wir schließlich das MLP-Schichtnetzwerk als Modellbeschleunigungsnetzwerk ausgewählt.

Derzeit hat die auf OpenVINO basierende CPU-Beschleunigungslösung in der Produktionsumgebung gute Ergebnisse erzielt: Wenn die CPU mit der Basislinie übereinstimmt, wird der Servicedurchsatz um 40 % erhöht und die durchschnittliche Verzögerung um reduziert 15 %. Wenn Sie eine gewisse Beschleunigung auf CPU-Ebene erreichen möchten, ist OpenVINO eine gute Wahl.

3.3 GPU-Beschleunigung

Einerseits gibt es mit der Geschäftsentwicklung immer mehr Geschäftsformen, der Verkehr wird immer höher, die Modelle werden breiter und tiefer und der Rechenleistungsverbrauch steigt stark an ; Andererseits verwenden Werbeszenarien hauptsächlich das DNN-Modell und umfassen eine große Anzahl spärlicher Funktionen Einbettung und Gleitkommaoperationen für neuronale Netzwerke. Als speicherzugriffs- und rechenintensiver Onlinedienst muss er die Anforderungen einer geringen Latenz und eines hohen Durchsatzes erfüllen und gleichzeitig die Verfügbarkeit gewährleisten, was auch eine Herausforderung für die Rechenleistung einer einzelnen Maschine darstellt. Wenn diese Konflikte zwischen den Anforderungen an Rechenressourcen und Platz nicht gut gelöst werden, schränken sie die Geschäftsentwicklung erheblich ein: Bevor das Modell erweitert und vertieft wird, können reine CPU-Inferenzdienste einen beträchtlichen Durchsatz liefern, aber nachdem das Modell erweitert und vertieft wird, werden die Berechnungen Um eine hohe Verfügbarkeit zu gewährleisten, müssen große Mengen an Maschinenressourcen verbraucht werden, sodass große Modelle nicht in großem Umfang online angewendet werden können. Derzeit besteht eine in der Branche übliche Lösung darin, dieses Problem mithilfe einer GPU zu lösen. Die GPU selbst eignet sich besser für rechenintensive Aufgaben. Der Einsatz von GPUs erfordert die Lösung folgender Herausforderungen: Wie erreicht man einen möglichst hohen Durchsatz bei gleichzeitiger Sicherstellung von Verfügbarkeit und geringer Latenz und berücksichtigt gleichzeitig Benutzerfreundlichkeit und Vielseitigkeit? Zu diesem Zweck haben wir auch viel praktische Arbeit an GPUs wie TensorFlow-GPU, TensorFlow-TensorRT, TensorRT usw. geleistet. Um die Flexibilität von TF und den Beschleunigungseffekt von TensorRT zu berücksichtigen, übernehmen wir eine Unabhängiges zweistufiges Architekturdesign von TensorFlow+TensorRT.

3.3.1 Beschleunigte Analyse

Heterogenes Computing: Unsere Ideen ähneln der CPU Die Beschleunigung ist relativ konsistent. Das 200G-Deep-Learning-CTR-Modell kann nicht direkt in die GPU eingefügt werden (wie Einbettungsbezogene Vorgänge#🎜 🎜 #) CPU, rechenintensive Operatoren (wie MLP) sind für GPU geeignet.
Mehrere Punkte, die bei der Verwendung von GPU beachtet werden müssen: ① Häufige Interaktion zwischen Speicher und Videospeicher; ② Latenz und Durchsatz; ③ Kompromiss für Skalierbarkeit und Leistungsoptimierung;
Auswahl der Inferenz-Engine: Zu den in der Branche häufig verwendeten Inferenzbeschleunigungs-Engines gehören TensorRT, TVM, XLA und ONNXRuntime usw., da TensorRT tiefer in die Operatoroptimierung einsteigt als andere Engines und jeden Operator über ein benutzerdefiniertes Plugin implementieren kann, das über eine starke Skalierbarkeit verfügt. Darüber hinaus unterstützt TensorRT Modelle von gängigen Lernplattformen (Caffe, PyTorch, TensorFlow usw.) und seine Umgebung wird immer vollständiger (#🎜 🎜# Modellkonvertierungstool onnx-tensorrt, Leistungsanalysetool nsys usw. ), sodass die Beschleunigungs-Engine auf der GPU-Seite TensorRT verwendet. Modellanalyse: Die gesamte Netzwerkstruktur des CTR-Modells ist in drei Teile abstrahiert: Einbettungsschicht, Aufmerksamkeitsschicht und MLP-Schicht Die Einbettungsschicht eignet sich für die Datenerfassung und ist für die CPU geeignet. Die Aufmerksamkeitsschicht enthält mehr logische Operationen und einfache Netzwerkberechnungen, während sich die MLP-Schicht auf Netzwerkberechnungen konzentriert. Diese Berechnungen können parallel durchgeführt werden und sind für die GPU geeignet Nutzen Sie den GPU-Kern (
) voll aus, um die Parallelität zu verbessern. 3.3.2 Optimierungsziel

Durchsatz bei Verzögerungen und Ressourcenbeschränkungen: Wenn gemeinsam genutzte Ressourcen wie Register und Cache nicht konkurrieren müssen, kann eine Erhöhung der Parallelität die Ressourcennutzung effektiv verbessern ( # 🎜🎜#CPU-, GPU- usw. Auslastung), dies kann jedoch zu einer Erhöhung der Anforderungslatenz führen. Da die Verzögerungsgrenze des Online-Systems sehr streng ist, kann die Durchsatzobergrenze des Online-Systems nicht einfach durch den Ressourcennutzungsindikator umgerechnet werden. Sie muss umfassend unter der Verzögerungsbeschränkung bewertet und mit der Ressourcenobergrenze kombiniert werden. Wenn die Systemlatenz niedrig ist und die Ressourcenauslastung (Speicher/CPU/GPU usw.) eine Einschränkung darstellt, kann das Modell dies tun Die Optimierung reduziert die Ressourcenauslastung. Wenn die Systemressourcenauslastung gering ist und die Verzögerung eine Einschränkung darstellt, kann die Verzögerung durch Fusionsoptimierung und Motoroptimierung reduziert werden. Durch die Kombination der oben genannten verschiedenen Optimierungsmethoden können die umfassenden Fähigkeiten von Systemdiensten effektiv verbessert werden, wodurch das Ziel einer Verbesserung des Systemdurchsatzes erreicht wird.

Rechendichte unter Berechnungsbeschränkungen: Bei heterogenen CPU/GPU-Systemen wird die Modellinferenzleistung hauptsächlich von der Datenkopiereffizienz und der Berechnungseffizienz beeinflusst, die jeweils durch den Speicherzugriff bestimmt werden . Intensive Operatoren und rechenintensive Operatoren werden bestimmt, und die Effizienz der Datenkopie wird durch die PCIe-Datenübertragung, die Lese- und Schreibeffizienz des CPU/GPU-Speichers usw. beeinflusst, und die Recheneffizienz wird durch die Recheneffizienz verschiedener Recheneinheiten wie der CPU beeinflusst Core-, CUDA-Core- und Tensor-Core-Einfluss. Mit der rasanten Entwicklung von Hardware wie GPUs haben die Verarbeitungskapazitäten rechenintensiver Betreiber rapide zugenommen, was zu dem Phänomen geführt hat, dass speicherzugriffsintensive Betreiber die Verbesserung der Systemdienstfunktionen behindern und daher speicherzugriffsintensive Betreiber reduzieren und die Verbesserung der Rechendichte wird auch für die Systemdienstfunktionen immer wichtiger, d. h. die Reduzierung des Datenkopierens und des Kernel-Starts, wenn sich die Menge der Modellberechnungen nicht wesentlich ändert. Beispielsweise werden Modelloptimierung und Fusionsoptimierung verwendet, um den Einsatz von Operatortransformationen (wie Cast/Unsqueeze/Concat und andere Operatoren) zu reduzieren, und CUDA Graph wird verwendet, um den Kernel-Start usw. zu reduzieren.

Im Folgenden konzentrieren wir uns auf die beiden oben genannten Ziele und stellen unsere Modelloptimierung, Fusion im Detail vor Optimierung# Ein Teil der Arbeit von 🎜🎜# und MOTOROPTIMIERUNG. 3.3.3 Modelloptimierung

1. Berechnung und Übertragungsdeduplizierung : Inferenz bei Dieses Mal enthält derselbe Batch nur eine Benutzerinformation, sodass die Benutzerinformation vor der Inferenz von der Batch-Größe auf 1 reduziert und dann erweitert werden kann, wenn die Inferenz wirklich benötigt wird, wodurch die Kosten für die Datenübertragung, Kopie und wiederholte Berechnung reduziert werden. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, können Sie die Feature-Informationen der Benutzerklasse vor der Inferenz nur einmal abfragen und sie nur in benutzerbezogene Subnetzwerke schneiden und sie dann erweitern, wenn Sie die Zuordnung berechnen müssen.

Automatisierter Prozess: Doppelte Berechnungsknoten finden ( #🎜 🎜#Roter Knoten), wenn alle Blattknoten des Knotens wiederholte Berechnungsknoten sind, dann ist der Knoten auch ein wiederholter Berechnungsknoten. Durchsuchen Sie alle doppelten Knoten nach oben Suchen Sie Schicht für Schicht von den Blattknoten bis zum Abschluss der Knotendurchquerungssuche die Verbindungslinien aller roten und weißen Knoten, fügen Sie den Erweiterungsknoten für Benutzerfunktionen ein und erweitern Sie die Benutzerfunktion.

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2. Optimierung der Datengenauigkeit

# 🎜🎜#: Da zur Aktualisierung des Gradienten während des Modelltrainings eine Rückwärtsausbreitung erforderlich ist, muss die Datengenauigkeit höher sein, während während der Modellinferenz nur eine Vorwärtsinferenz ohne Aktualisierung des Gradienten durchgeführt wird Der Effekt ist garantiert. Verwenden Sie FP16 oder gemischte Präzision zur Optimierung, um Speicherplatz zu sparen, den Übertragungsaufwand zu reduzieren und die Inferenzleistung und den Durchsatz zu verbessern.

3. Berechnungs-Pushdown

: Die CTR-Modellstruktur besteht hauptsächlich aus drei Schichten: Einbettung, Aufmerksamkeit und MLP-Zusammensetzung, die Einbettungsschicht ist auf die Datenerfassung ausgerichtet, und die Aufmerksamkeit ist teilweise auf die Logik und teilweise auf die Berechnung ausgerichtet. Um das Potenzial der GPU voll auszuschöpfen, sind die meisten Berechnungslogiken von Attention und MLP im CTR-Modell enthalten Die Struktur wird zur Berechnung von der CPU auf die GPU verlagert und der Gesamtdurchsatz wird erheblich verbessert.

3.3.4 Fusionsoptimierung

Während der Online-Modellinferenz werden die Rechenvorgänge jeder Schicht von der GPU abgeschlossen. Tatsächlich schließt die CPU sie ab, indem sie verschiedene CUDA-Kernel startet Bei der Berechnung berechnet der CUDA-Kernel Tensoren sehr schnell, es wird jedoch häufig viel Zeit mit dem Starten des CUDA-Kernels und dem Lesen und Schreiben der Eingabe-/Ausgabetensoren jeder Schicht verschwendet, was zu einem Engpass bei der Speicherbandbreite und der Verschwendung von GPU-Ressourcen führt . Hier werden wir hauptsächlich den TensorRT-Teil automatische Optimierung und manuelle Optimierung vorstellen. 1. Automatische Optimierung: TensorRT ist ein leistungsstarker Deep-Learning-Inferenzoptimierer, der eine Inferenzbereitstellung mit geringer Latenz und hohem Durchsatz ermöglichen kann . TensorRT kann verwendet werden, um die Inferenz auf sehr großen Modellen, eingebetteten Plattformen oder autonomen Fahrplattformen zu beschleunigen. TensorRT kann jetzt fast alle Deep-Learning-Frameworks wie TensorFlow, Caffe, MXNet und PyTorch unterstützen. Die Kombination von TensorRT mit NVIDIA-GPUs kann eine schnelle und effiziente Bereitstellung und Inferenz in fast allen Frameworks ermöglichen. Und einige Optimierungen erfordern nicht allzu viel Benutzerbeteiligung, wie etwa Layer Fusion, Kernel Auto-Tuning usw.

Layer Fusion: TensorRT reduziert die Anzahl der Netzwerkschichten erheblich, indem es sie horizontal oder vertikal zwischen Schichten zusammenführt Ziel ist es, die Anzahl der Datenzirkulationszeiten, die häufige Nutzung des Videospeichers und den Planungsaufwand zu reduzieren, indem einige Berechnungsoperationen integriert oder einige redundante Operationen entfernt werden. Zu den gängigen Netzwerkstrukturen gehören beispielsweise Faltungs- und ElementWise-Operationsfusion, CBR-Fusion usw. Die folgende Abbildung ist ein Strukturdiagramm einiger Untergraphen in der gesamten Netzwerkstruktur vor und nach der Fusion, die verschiedene Taktiken während des Fusionsprozesses beinhalten können. wie CudnnMLPFC, CudnnMLPMM, CudaMLP usw. Schließlich wird basierend auf der Dauer eine optimale Taktik als fusionierte Struktur ausgewählt. Durch den Fusionsvorgang wird die Anzahl der Netzwerkschichten reduziert und der Datenkanal verkürzt; die gleiche Struktur wird zusammengeführt, um den Datenkanal breiter zu machen, wodurch der Zweck einer effizienteren Nutzung der GPU-Ressourcen erreicht wird.

Kernel Auto-Tuning: Netzwerk Wenn sich das Modell in der Inferenz befindet, ruft es den CUDA-Kernel der GPU zur Berechnung auf. TensorRT kann den CUDA-Kernel an verschiedene Netzwerkmodelle, Grafikkartenstrukturen, Anzahl der SMs, Kernfrequenzen usw. anpassen, verschiedene Optimierungsstrategien und Berechnungsmethoden auswählen und die optimale Berechnungsmethode finden, die für die aktuelle Situation geeignet ist, um sicherzustellen, dass das aktuelle Modell funktioniert erzielt die besten Ergebnisse auf einer bestimmten Plattform. Das obige Bild ist die Hauptidee der Optimierung. Jede Operation verfügt über mehrere Kernel-Optimierungsstrategien (cuDNN, cuBLAS usw. ). Ineffiziente Kernel werden aus allen Optimierungen herausgefiltert Strategien und der optimale Kernel werden ausgewählt und bilden schließlich ein neues Netzwerk.

2 , GPU ist für rechenintensive Operatoren geeignet, ist jedoch für andere Operatortypen nicht sehr freundlich (leichte Berechnungsoperatoren, logische Operationsoperatoren usw.). Bei Verwendung von GPU-Berechnungen durchläuft jeder Vorgang im Allgemeinen mehrere Prozesse: CPU weist Videospeicher auf der GPU zu -> CPU sendet Daten an GPU -> CPU startet CUDA-Kernel -> CPU ruft Daten ab -> CPU gibt GPU-Videospeicher frei. Um den Overhead wie Planung, Kernel-Start und Speicherzugriff zu reduzieren, ist eine Netzwerkintegration erforderlich. Aufgrund der flexiblen und veränderlichen Struktur des CTR-Großmodells ist es schwierig, die Netzwerkfusionsmethoden zu vereinheitlichen und nur spezifische Probleme im Detail zu analysieren. In vertikaler Richtung werden beispielsweise Cast, Unsqueeze und Less fusioniert, und in horizontaler Richtung werden TensorRT-interne Conv, BN und Relu fusioniert. Eingabeoperatoren derselben Dimension werden fusioniert. Zu diesem Zweck verwenden wir NVIDIA-bezogene Leistungsanalysetools (NVIDIA Nsight Systems, NVIDIA Nsight Compute usw. ), um spezifische Probleme basierend auf tatsächlichen Online-Geschäftsszenarien zu analysieren. Integrieren Sie diese Leistungsanalysetools in die Online-Inferenzumgebung, um während des Inferenzprozesses die GPU-Profing-Datei zu erhalten. Anhand der Profing-Datei können wir den Inferenzprozess deutlich erkennen. Wir haben festgestellt, dass das Kernel-Start-Bound-Phänomen einiger Operatoren in der gesamten Inferenz schwerwiegend ist und die Lücken zwischen einigen Operatoren groß sind und Raum für Optimierung besteht, wie in gezeigt die folgende Abbildung: #🎜🎜 #
Analysieren Sie zu diesem Zweck das gesamte Netzwerk basierend auf Leistungsanalysetools und dem konvertierten Modell, ermitteln Sie die Teile, die TensorRT optimiert hat, und führen Sie dann eine Netzwerkintegration auf anderen Unterstrukturen im Netzwerk durch, die optimiert werden können, und stellen Sie gleichzeitig sicher, dass dies der Fall ist Unterstrukturen sind Das gesamte Netzwerk nimmt einen bestimmten Anteil ein, um sicherzustellen, dass die Rechendichte nach der Integration bis zu einem gewissen Grad zunehmen kann. Die zu verwendende Netzwerkintegrationsmethode kann flexibel je nach Szenario verwendet werden. Das folgende Bild ist ein Vergleich der Unterstrukturdiagramme vor und nach unserer Integration:

3.3.5 Motoroptimierung

Mehrere Modelle : Da der Umfang der Nutzeranfragen in Takeaway-Anzeigen ungewiss ist und es manchmal mehr und manchmal weniger Anzeigen gibt, werden zu diesem Zweck mehrere Modelle geladen. Jedes Modell entspricht einem Stapel unterschiedlicher Eingaben. Die Eingabeskala ist in Buckets und Kategorien unterteilt, und die Auffüllung ist in mehrere feste Batches unterteilt und entspricht dem entsprechenden Modell zur Inferenz.

Multi-Kontexte und Multi-Streams: Durch die Verwendung von Multi-Kontexten und Multi-Streams für jedes Batch-Modell kann nicht nur der Overhead des Modells vermieden werden, der auf denselben Kontext wartet, sondern auch die Parallelität von voll ausgenutzt werden Multi-Stream zur Realisierung von Stream Um das Problem des Ressourcenwettbewerbs besser zu lösen, wird gleichzeitig CAS eingeführt. Wie in der Abbildung unten gezeigt, wird aus einem einzelnen Stream ein Multi-Stream:

Dynamische Form: Um unnötiges Datenauffüllen in Szenarien zu bewältigen, in denen der Eingabestapel unsicher ist, und Reduzieren Sie gleichzeitig die Anzahl der Modelle und reduzieren Sie Ressourcen wie Videospeicher. Um die Verschwendung zu reduzieren, wird Dynamic Shape eingeführt, und das Modell wird auf der Grundlage der tatsächlichen Eingabedaten abgeleitet, wodurch das Auffüllen von Daten und unnötige Verschwendung von Rechenressourcen reduziert werden Erreichen der Ziele der Leistungsoptimierung und Durchsatzverbesserung.

CUDA-Diagramm: Die Zeit, die eine moderne GPU für jeden Vorgang benötigt (Kernel läuft usw.), liegt mindestens im Mikrosekundenbereich, und die Übermittlung jedes Vorgangs an die GPU erzeugt auch einen gewissen Overhead (Mikrosekundenbereich ). ). Bei der tatsächlichen Inferenz ist es häufig erforderlich, eine große Anzahl von Kerneloperationen durchzuführen. Jede dieser Operationen wird separat an die GPU übermittelt und berechnet. Wenn der Overhead aller Übermittlungsstarts zusammengefasst werden kann, sollte dies zu einer Gesamtverbesserung führen in der Leistung. CUDA Graph kann dies erreichen, indem es den gesamten Rechenprozess als Diagramm und nicht als Liste einzelner Vorgänge definiert und dann den Overhead beim Start der Kernel-Übermittlung reduziert, indem es eine Methode für einen einzelnen CPU-Vorgang bereitstellt, um mehrere GPU-Vorgänge im Diagramm zu starten. Die Kernidee von CUDA Graph besteht darin, die Anzahl der Kernel-Starts zu reduzieren, indem der Graph vor und nach der Inferenz erfasst und entsprechend den Inferenzanforderungen aktualisiert wird. Nachfolgende Inferenzen erfordern keinen Kernel-Start mehr nacheinander, sondern nur noch den Graphen Starts sind erforderlich, wodurch letztendlich die Anzahl der Kernel-Starts verringert wird. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, führt eine Inferenz vier Kernel-bezogene Vorgänge aus, und der Optimierungseffekt ist durch die Verwendung von CUDA Graph deutlich zu erkennen.

Mehrstufiges PS: Um die Leistung der GPU-Beschleunigungs-Engine weiter zu untersuchen, kann der Abfragevorgang zum Einbetten von Daten über mehrstufiges PS durchgeführt werden: GPU-Speicher-Cache->CPU Speicher-Cache -> lokale SSD / verteiltes KV. Unter anderem können Hotspot-Daten im GPU-Speicher zwischengespeichert werden, und die zwischengespeicherten Daten können durch Mechanismen wie Daten-Hotspot-Migration, -Heraufstufung und -Eliminierung dynamisch aktualisiert werden, wobei die parallele Rechenleistung und die Speicherzugriffsfunktionen der GPU für effiziente Abfragen vollständig genutzt werden . Nach Offline-Tests ist die Abfrageleistung des GPU-Cache zehnmal höher als die des CPU-Cache; für GPU-Cache-Fehler kann der Zugriff auf den zweistufigen Cache erfolgen Long-Tail-Anfragen, dann muss die Datenerfassung durch Zugriff auf verteiltes KV erfolgen. Die spezifische Struktur ist wie folgt:

3.3.6 Pipeline

Der gesamte Prozess ist umständlich und fehleranfällig, und das Modell kann nicht universell verwendet werden Unterschiedliche GPU-Karten, unterschiedliche TensorRT- und CUDA-Versionen. Dies bringt mehr Möglichkeiten für Fehler bei der Modellkonvertierung mit sich. Um die Gesamteffizienz der Modelliteration zu verbessern, haben wir daher relevante Funktionen in Pipeline erstellt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Der Pipeline-Aufbau umfasst zwei Teile: den Offline-Seitenmodellaufteilungs- und -konvertierungsprozess und den Online-Seitenmodellbereitstellungsprozess: #🎜🎜 ## 🎜🎜#

Offline-Seite: Geben Sie einfach den Modellteilungsknoten an, und die Plattform teilt das ursprüngliche TF-Modell automatisch in Einbettungs-Untermodelle und Berechnungsgraph-Untermodelle auf -Modelle, wobei das Untermodell „Einbettung“ den verteilten Operatoraustausch und den Import von Einbettungen über den verteilten Konverter durchführt; das Untermodell „Berechnungsgraph“ führt das TensorRT-Modell entsprechend der ausgewählten Hardwareumgebung aus (GPU-Modell, TensorRT-Version, CUDA-Version). ) Konvertierungs- und Kompilierungsoptimierungsarbeiten, und schließlich werden die Konvertierungsergebnisse der beiden Untermodelle in S3 für die anschließende Modellbereitstellung und online gespeichert. Der gesamte Vorgang wird von der Plattform automatisch abgeschlossen, ohne dass der Nutzer Kenntnis von den Ausführungsdetails hat.

Online-Test: Wählen Sie einfach die Hardwareumgebung für die Modellbereitstellung aus ( bleibt mit der Umgebung für die Modellkonvertierung konsistent#🎜🎜 #), führt die Plattform ein adaptives Push-Laden des Modells entsprechend der Umgebungskonfiguration durch und schließt die Bereitstellung und Online-Bereitstellung des Modells mit einem Klick ab.
Pipeline hat die Effizienz der Modelliteration durch die Konstruktion von Konfigurations- und Ein-Klick-Funktionen erheblich verbessert und hilft Algorithmen- und Ingenieurstudenten, sich mehr auf ihre Aufgaben zu konzentrieren Arbeit. Gute Arbeit. Die folgende Abbildung zeigt die Gesamtvorteile, die in der GPU-Praxis im Vergleich zur reinen CPU-Inferenz erzielt werden:

Die Merkmalsextraktion ist die Vorstufe der Modellberechnung. Unabhängig davon, ob es sich um ein traditionelles LR-Modell oder ein zunehmend beliebtes Deep-Learning-Modell handelt, muss die Eingabe durch Merkmalsextraktion erfolgen. Im vorherigen Blog
Der Aufbau und die Praxis der Meituan Takeout Feature Platform

haben wir unsere automatischen modellbasierten Funktionen beschrieben Beschreiben Sie MFDL, konfigurieren Sie den Feature-Berechnungsprozess und versuchen Sie, die Konsistenz der Stichproben während der Online-Schätzung und des Offline-Trainings sicherzustellen. Mit der schnellen Iteration des Geschäfts nimmt die Anzahl der Modellfunktionen weiter zu, insbesondere bei großen Modellen, die eine große Anzahl diskreter Funktionen einführen, was zu einer Verdoppelung des Berechnungsaufwands führt. Zu diesem Zweck haben wir einige Optimierungen an der Merkmalsextraktionsschicht vorgenommen und erhebliche Fortschritte beim Durchsatz und Zeitverbrauch erzielt.

4.1 Vollständige CodeGen-Optimierung DSL ist eine Beschreibung der Funktionsverarbeitungslogik. In frühen Implementierungen der Feature-Berechnung wurde die für jedes Modell konfigurierte DSL interpretiert und ausgeführt. Der Vorteil der Interpretation der Ausführung besteht darin, dass sie einfach zu implementieren ist und eine gute Implementierung durch gutes Design erreicht werden kann, z. B. das häufig verwendete Iteratormuster. Der Nachteil besteht darin, dass die Ausführungsleistung gering ist und viele Verzweigungssprünge und -typen nicht möglich sind aus Gründen der Vielseitigkeit usw. auf der Implementierungsebene vermieden werden. Tatsächlich sind für eine feste Version der Modellkonfiguration alle Konvertierungsregeln für Modellfunktionen festgelegt und ändern sich bei Anforderungen nicht. In extremen Fällen kann auf der Grundlage dieser bekannten Informationen jede Modellfunktion hart codiert werden, um die ultimative Leistung zu erzielen. Offensichtlich ändern sich die Konfigurationen der Modellfunktionen ständig und es ist unmöglich, jedes Modell manuell zu codieren. Daher die Idee von CodeGen, das beim Kompilieren automatisch einen Satz proprietärer Codes für jede Konfiguration generiert. CodeGen ist keine bestimmte Technologie oder ein bestimmtes Framework, sondern eine Idee, die den Konvertierungsprozess von einer abstrakten Beschreibungssprache in eine bestimmte Ausführungssprache abschließt. Tatsächlich ist es in der Branche üblich, CodeGen zu verwenden, um Berechnungen in rechenintensiven Szenarien zu beschleunigen. Beispielsweise verwendet Apache Spark CodeGen, um die Ausführungsleistung von SparkSql zu optimieren, um Ausdrucksvorgänge zu beschleunigen, bis hin zu WholeStageCodeGen, das in 2.x für eine vollständige Beschleunigung eingeführt wurde. Es wurden sehr offensichtliche Leistungssteigerungen erzielt. Im Bereich des maschinellen Lernens basieren auch einige TF-Modellbeschleunigungs-Frameworks wie TensorFlow XLA und TVM auf der CodeGen-Idee. Tensor-Knoten werden in einer einheitlichen IR der mittleren Schicht kompiliert und die Planungsoptimierung wird basierend auf der IR in Kombination mit durchgeführt die lokale Umgebung, um eine Beschleunigung der Laufzeitmodellberechnung zu erreichen.

In Anlehnung an Sparks WholeStageCodeGen besteht unser Ziel darin, die gesamte Funktionsberechnungs-DSL in eine ausführbare Methode zu kompilieren und so den Leistungsverlust bei der Ausführung des Codes zu reduzieren. Der gesamte Kompilierungsprozess kann unterteilt werden in: Front-End (FrontEnd), Optimierer (Optimizer) und Back-End (BackEnd). Das Front-End ist hauptsächlich für das Parsen des Ziel-DSL und die Konvertierung des Quellcodes in AST oder IR verantwortlich. Der Optimierer optimiert den erhaltenen Zwischencode basierend auf dem Front-End, um den Code effizienter zu machen Code in nativen Code für die jeweilige Plattform umwandeln. Die spezifische Implementierung ist wie folgt:

Front-End: Jedes Modell entspricht einem Knoten-DAG-Diagramm. Analysieren Sie jedes Feature einzeln, um DSL zu berechnen, generieren Sie AST und fügen Sie AST-Knoten zum Diagramm hinzu.

Optimierer: Optimieren Sie DAG-Knoten, z. B. Extraktion durch öffentliche Betreiber, konstante Faltung usw.

Backend: Kompilieren Sie das optimierte Diagramm in Bytecode.

Nach der Optimierung bestimmt die Übersetzung des Knoten-DAG-Diagramms, also die Back-End-Code-Implementierung, die endgültige Leistung. Eine der Schwierigkeiten ist auch der Grund, warum bestehende Open-Source-Expression-Engines nicht direkt genutzt werden können: Die Feature-Berechnung DSL ist kein rein rechnerischer Ausdruck. Es kann den Feature-Erfassungs- und -Verarbeitungsprozess durch eine Kombination aus Leseoperatoren und Konvertierungsoperatoren beschreiben:

Read-Operator: Der Prozess des Abrufens von Features aus dem Speichersystem ist eine IO-artige Aufgabe. Fragen Sie beispielsweise das Remote-KV-System ab.

Konvertierungsoperator: Das Konvertieren der Features, nachdem sie lokal abgerufen wurden, ist eine rechenintensive Aufgabe. Hashen Sie beispielsweise die Merkmalswerte.

Bei der tatsächlichen Implementierung ist es daher notwendig, die Planung verschiedener Arten von Aufgaben zu berücksichtigen, die Nutzung der Maschinenressourcen zu maximieren und den gesamten zeitaufwändigen Prozess zu optimieren. Durch die Kombination von Branchenforschung und eigener Praxis wurden die folgenden drei Implementierungen durchgeführt:

Phase basierend auf Aufgabentyp aufteilen: Teilen Sie den gesamten Prozess in zwei Phasen auf: Erfassung und Berechnung, und teilen Sie die auf Stufe intern Parallelverarbeitung, die nächste Stufe wird ausgeführt, nachdem die vorherige Stufe abgeschlossen ist. Dies ist die Lösung, die wir in der Anfangszeit verwendet haben. Sie ist einfach zu implementieren und kann je nach Aufgabentyp unterschiedliche Shard-Größen auswählen. Beispielsweise können IO-artige Aufgaben größere Shards verwenden. Es liegen jedoch auch offensichtliche Mängel vor, die dazu führen, dass sich lange Schwänze verschiedener Stufen überlagern. Der lange Schwanz jeder Stufe wirkt sich auf den Zeitaufwand des gesamten Prozesses aus.

Stufe basierend auf Pipeline aufteilen: Um die Long-Tail-Überlagerung verschiedener Stufen zu reduzieren, Sie können die Daten zunächst in Sharding aufteilen, Rückrufe für jeden Feature-Lese-Shard hinzufügen und die Berechnungsaufgabe nach Abschluss der E/A-Aufgabe zurückrufen, wodurch der gesamte Prozess so reibungslos wie am Fließband verläuft. Durch die Shard-Planung können Shards, die früher in der vorherigen Phase bereit waren, im Voraus in die nächste Phase eintreten, was die Wartezeit verkürzt und dadurch den langen Schwanz der gesamten Anforderungszeit verkürzt. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die einheitliche Shard-Größe die Auslastung jeder Stufe nicht vollständig verbessern kann. Kleinere Shards führen zu einem höheren Netzwerkverbrauch für E/A-Aufgaben, während größere Shards den Zeitverbrauch für Rechenaufgaben erhöhen.

Basierend auf dem SEDA-Ansatz (Staged Event-Driven Architecture) : Der abgestufte ereignisgesteuerte Ansatz verwendet Warteschlangen, um die Phasenerfassung und -berechnung zu isolieren Stufe: Jeder Stufe wird ein unabhängiger Thread-Pool und eine Stapelverarbeitungswarteschlange zugewiesen, die jedes Mal N (Batching-Faktor) Elemente verbraucht. Dadurch kann jede Stufe die Shard-Größe unabhängig auswählen, und das ereignisgesteuerte Modell kann auch für einen reibungslosen Prozess sorgen. Das ist es, was wir derzeit erforschen.

Die CodeGen-Lösung verringert die Lesbarkeit des Codes und erhöht die Debugging-Kosten Platz für tiefergehende Optimierungen schaffen. Basierend auf CodeGen und der asynchronen, nicht blockierenden Implementierung wurden online gute Vorteile erzielt. Einerseits wird die zeitaufwändige Feature-Berechnung reduziert, andererseits wird auch die CPU-Belastung erheblich reduziert und der Systemdurchsatz verbessert. Auch in Zukunft werden wir die Vorteile von CodeGen nutzen und gezielte Optimierungen im Back-End-Kompilierungsprozess durchführen, beispielsweise die Kombination von Hardwareanweisungen (wie SIMD) oder heterogenes Computing ( wie GPU# 🎜🎜#) für eine tiefere Optimierung.
4.2 Übertragungsoptimierung

Der Online-Vorhersagedienst verfügt insgesamt über eine zweischichtige Architektur. Die Merkmalsextraktionsschicht ist für das Modellrouting verantwortlich und Feature-Berechnung Modellberechnung Der Layer ist für Modellberechnungen verantwortlich. Der ursprüngliche Systemprozess besteht darin, die Ergebnisse der Merkmalsberechnung in eine Matrix aus M (Vorhergesagte Stapelgröße) × N (Probenbreite) zusammenzufügen und diese dann zu serialisieren. an die Rechenschicht übermittelt. Der Grund dafür sind einerseits historische Gründe. Das Eingabeformat vieler früherer einfacher Nicht-DNN-Modelle ist andererseits eine direkte Verwendung der Routing-Schicht Das Array-Format ist relativ kompakt und kann Zeit bei der Netzwerkübertragung sparen. Mit der iterativen Entwicklung von Modellen sind DNN-Modelle jedoch allmählich zum Mainstream geworden, und auch die Nachteile der Matrixübertragung liegen auf der Hand:

Schlechte Skalierbarkeit: Das Datenformat ist einheitlich und nicht mit Merkmalswerten nicht numerischer Typen kompatibel.

Verlust der Übertragungsleistung: Basierend auf dem Matrixformat müssen Funktionen ausgerichtet werden, z. B. Abfrage-/Benutzerdimensionen müssen kopiert und kopiert werden Je nach On-Item wird die Menge der von der Rechenschicht angeforderten Netzwerkübertragungsdaten erhöht.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, fügt der optimierte Prozess eine Konvertierungsschicht über der Übertragungsschicht hinzu, um das berechnete Modell gemäß der MDFL-Konfiguration zu konvertieren. Features werden für die Offline-Nutzung in das erforderliche Format konvertiert, z. B. Tensor-, Matrix- oder CSV-Format. Die meisten tatsächlichen Online-Modelle sind TF-Modelle. Um den Übertragungsverbrauch weiter zu senken, hat die Plattform das Tensorsequenzformat zum Speichern jeder Tensormatrix entwickelt: Darunter wird r_flag verwendet Markieren Sie, ob es sich um ein Artikelklassenmerkmal handelt. Die Länge stellt die Länge des Artikelmerkmals dar. Der Wert ist M (Artikelnummer ) × NF (Merkmalslänge ), die Daten sind Wird zum Speichern des tatsächlichen Merkmalswerts verwendet. Für das Elementmerkmal werden M-Merkmalswerte flach gespeichert, und für das Anforderungstypmerkmal werden sie direkt gefüllt. Basierend auf dem kompakten Tensor-Sequenz-Format ist die Datenstruktur kompakter und die über das Netzwerk übertragene Datenmenge wird reduziert. Das optimierte Übertragungsformat hat auch online gute Ergebnisse erzielt. Die Anforderungsgröße der Routing-Schicht, die die Computerschicht aufruft, wurde um mehr als 50 % reduziert und die Netzwerkübertragungszeit wurde erheblich verkürzt.

4.3 Hochdimensionale ID-Feature-Codierung

Diskrete Features und Sequenzfeatures können in Sparse-Features vereinheitlicht werden, und die ursprünglichen Features werden gehasht In der Feature-Verarbeitungsphase werden sie verarbeitet und in ID-Klassen-Features umgewandelt. Angesichts von Features mit Hunderten von Milliarden Dimensionen kann der Prozess der Zeichenfolgenverkettung und des Hashings die Anforderungen an Ausdrucksraum und Leistung nicht erfüllen. Basierend auf Branchenforschung haben wir ein Feature-Codierungsformat basierend auf der Slot-Codierung entworfen und angewendet:

Darunter feature_hash ist der Hash-Wert des ursprünglichen Merkmalswerts. Integer-Features können direkt gefüllt werden. Nicht-Integer-Features oder Cross-Features werden zuerst gehasht und dann gefüllt. Wenn die Anzahl 44 Bit überschreitet, wird sie abgeschnitten. Nach der Einführung des Slot-Codierungsschemas wurde nicht nur die Leistung der Online-Feature-Berechnung verbessert, sondern auch der Modelleffekt erheblich verbessert.

5 Beispielkonstruktion

5.1 Fließbeispiel

Zur Lösung Das Problem, die Branche Um das Problem der Online- und Offline-Konsistenz zu lösen, werden die für die Echtzeitbewertung verwendeten Feature-Daten im Allgemeinen online gespeichert, was als Feature-Snapshot bezeichnet wird, anstatt Beispiele durch einfaches Offline-Label-Spleißen und Feature-Backfilling zu erstellen Die Methode bringt ein größeres Problem mit sich. Die Daten sind inkonsistent. Die ursprüngliche Architektur ist wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Dieses Schema wird mit zunehmender Feature-Skala immer iterativer Die Szenarien werden immer komplexer. Das Hauptproblem besteht darin, dass der Online-Funktionsextraktionsdienst unter großem Druck steht, und das zweite darin, dass die gesamten Kosten für die Datenflusserfassung zu hoch sind. Bei diesem Mustersammelplan treten folgende Probleme auf:

Lange Bereitschaftszeit: Unter den aktuellen Ressourcenbeschränkungen läuft es so groß Die Beispieldaten müssen fast bei T+2 fertig sein, was sich auf die Iteration des Algorithmusmodells auswirkt.

verbraucht viele Ressourcen: Die bestehende Beispielerfassungsmethode besteht darin, die berechneten Merkmale aller Anfragen mit Belichtung und Klicks zu verbinden Elemente führen Feature-Berechnungen durch und legen Daten in Tabellen ab, was dazu führt, dass große Datenmengen gespeichert werden und viele Ressourcen verbrauchen.

5.1.1 Gemeinsame Lösungen

Um die oben genannten Probleme zu lösen, gibt es in der Branche zwei gängige Lösungen: ①Flink-Echtzeit-Streaming-Verarbeitung; ②KV-Cache-Sekundärverarbeitung. Der spezifische Prozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Streaming-Splicing-Lösung: Stream-Verarbeitungsfunktionen mit geringer Latenz mithilfe von Streaming-Verarbeitungs-Frameworks (Flink, Storm usw.#🎜 🎜#), lesen Sie den Belichtungs-/Klick-Echtzeit-Stream direkt und verknüpfen Sie ihn mit den Feature-Snapshot-Stream-Daten im Speicher (Join), um zunächst Streaming-Trainingsbeispiele zu generieren und dann zu übertragen sie, um Offline-Trainingsbeispiele zu modellieren. Streaming-Beispiele und Offline-Beispiele werden jeweils in unterschiedlichen Speicher-Engines gespeichert und unterstützen verschiedene Arten von Modelltrainingsmethoden. Probleme mit dieser Lösung: Die Datenmenge in der Datenflussverbindung ist immer noch sehr groß und belegt viele Nachrichtenflussressourcen (wie Kafka). Das Volumen beträgt Hunderte von G pro Sekunde. Für die Fensterverknüpfung sind 30 Minuten × 60 × 100 G Speicherressourcen erforderlich.

KV-Cache-Lösung: Schreiben Sie alle Feature-Snapshots der Feature-Extraktion in den KV-Speicher (wie Redis ) Cache für N Minuten, das Geschäftssystem übergibt die Elemente in der Kandidatenwarteschlange über den Nachrichtenmechanismus an das Echtzeit-Computersystem (Flink oder Verbraucheranwendung ). größer sein als die zuvor angeforderten Elemente. Auf diese Weise werden diese Elementfunktionen aus dem Feature-Snapshot-Cache entnommen und die Daten werden über den Nachrichtenfluss ausgegeben, um das Streaming-Training zu unterstützen. Diese Methode ist auf externen Speicher angewiesen, unabhängig von der Zunahme der Funktionen oder des Datenverkehrs sind die Flink-Ressourcen kontrollierbar und der Betrieb ist stabiler. Das größte Problem besteht jedoch darin, dass zum Zwischenspeichern großer Datenmengen ein größerer Speicher benötigt wird.

5.1.2 Verbesserung und Optimierung

Aus Sicht der Reduzierung ungültiger Berechnungen werden nicht alle angeforderten Daten offengelegt. Die Strategie erfordert eine stärkere Nachfrage nach offengelegten Daten, sodass die Weiterleitung der Verarbeitung auf Tagesebene an die Stream-Verarbeitung die Datenbereitstellungszeit erheblich verbessern kann. Zweitens umfassen die Merkmale ausgehend vom Dateninhalt geänderte Daten auf Anforderungsebene und geänderte Daten auf Tagesebene. Die Verknüpfung kann die Verarbeitung der beiden flexibel trennen, was die Ressourcennutzung erheblich verbessern kann : #🎜 🎜#

1. Datenaufteilung
: Lösung des Problems des großen Datenübertragungsvolumens (Feature Snapshot Streaming Großes Problem ), die vorhergesagten Beschriftungen und Echtzeitdaten werden einzeln abgeglichen, und auf die Offline-Daten kann während des Reflows zweimal zugegriffen werden, wodurch die Größe des Links erheblich reduziert werden kann Datenstrom.
Es gibt nur Kontext- und Echtzeitfunktionen im Beispielstrom, was gleichzeitig die Stabilität des gelesenen Datenstroms erhöht Es müssen nur Echtzeitfunktionen gespeichert werden, der Kafka-Festplattenspeicher verringert sich um das Zehnfache.
2. Verzögerter Verbrauch Join-Methode
: Lösen Sie das Problem der großen Speichernutzung.
Der Belichtungsstrom wird als Hauptstrom verwendet und gleichzeitig in HBase geschrieben, damit andere Ströme auf dem Join verfügbar gemacht werden können In HBase wird der RowKey später in Redis geschrieben. Nachfolgende Streams werden über RowKey in HBase geschrieben, und das Zusammenfügen von Belichtungen, Klicks und Funktionen wird mit Hilfe von externem Speicher durchgeführt, um sicherzustellen, dass das System stabil laufen kann Daten nehmen zu.

Der Beispielstrom des Hintergrunddienstes kommt oft früher an als der Belichtungsstrom, um mehr als 99 % der Belichtungsdaten zusammenzuführen Das Wartefenster für den Beispielstream beträgt mindestens N Minuten. Die Implementierungsmethode besteht darin, alle Daten im Fensterzeitraum auf der Festplatte von Kafka zu speichern und die sequentielle Leseleistung der Festplatte zu nutzen, um die große Menge an Speicher wegzulassen, die benötigt wird während des Fensterzeitraums zwischengespeichert werden.

3. Beispiel für einen Feature-Ergänzungseintrag
: Durch Label's Join ist die Anzahl der Feature-Anfragen für einen Ergänzungseintrag hier nicht zu 20 % online; die Probe wird verzögert und mit der Belichtung gespleißt, um die Belichtungsmodell-Dienstanforderung herauszufiltern (Kontext+Echtzeitfunktion), und dann werden alle Offline-Funktionen aufgezeichnet Formular vollständige Beispieldaten in HBase schreiben. 5.2 Strukturierter Speicher

Mit der Geschäftsiteration wird die Anzahl der Features im Feature-Snapshot immer größer, wodurch der gesamte Feature-Snapshot entsteht In einem einzigen Geschäftsszenario erreicht es Dutzende von TB pro Tag. Aus Speichersicht befinden sich die Feature-Snapshots eines einzelnen Unternehmens über mehrere Tage bereits auf dem PB-Niveau und stehen kurz vor dem Erreichen der Speicherschwelle des Werbealgorithmus ,
enormer Speicherdruck
aus rechnerischer Sicht Es scheint, dass die Verwendung des ursprünglichen Berechnungsprozesses aufgrund der Ressourcenbeschränkungen der Berechnungs-Engine (Spark) (#🎜🎜 # verwendet Shuffle, die Daten in der Shuffle-Schreibphase werden auf die Festplatte geschrieben. Wenn der zugewiesene Speicher nicht ausreicht, kommt es zu mehreren Platzierungen und externer Sortierung ), was einen Speicher mit der gleichen Größe wie seinen eigenen erfordert Daten und mehr Rechen-CUs, um die Berechnung effektiv abzuschließen, beansprucht viel Speicher . Der Kernprozess des Beispielkonstruktionsprozesses ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Beim Neuaufzeichnen von Features kommt es zu folgenden Problemen:

Datenredundanz: Die Offline-Tabelle für Neuaufzeichnen von Features ist im Allgemeinen eine vollständige Datenmenge, mit der Anzahl der Elemente in der Milliardenebene, die für die Stichprobenerstellung verwendet wird. Die Anzahl der Einträge entspricht ungefähr der Anzahl der DAUs an diesem Tag, die im zweistelligen Millionenbereich liegt, sodass bei der Teilnahme an der Berechnung redundante Daten in den zusätzlich aufgezeichneten Merkmalstabellendaten vorhanden sind.

Join-Reihenfolge: Der Berechnungsprozess für zusätzliche Features ist die Vervollständigung dimensionaler Features. Es gibt mehrere Join-Berechnungen, daher hat die Leistung der Join-Berechnung viel mit der Reihenfolge der Join-Tabellen zu tun , wenn links Die Tabelle ist eine große Tabelle mit Dutzenden von TB-Ebenen, sodass der nachfolgende Shuffle-Berechnungsprozess eine große Menge an Netzwerk-E/A und Festplatten-E/A generiert.

Um das Problem der langsamen Beispielkonstruktionseffizienz zu lösen, beginnen wir kurzfristig mit der Datenstrukturverwaltung. Der detaillierte Prozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Strukturiert Spaltung. Daten werden in Kontextdaten und strukturierte Speicherung dimensionaler Daten anstelle einer gemischten Speicherung aufgeteilt. Es löst das Problem der Übertragung einer großen Menge redundanter Daten beim Zusammenfügen neuer Merkmale von Label-Beispielen, und nach der strukturierten Speicherung wird eine hervorragende Speicherkomprimierung für Offline-Merkmale erreicht.

Vorfilter mit hocheffizienter Filtration. Die Datenfilterung wird vor dem Beitritt erweitert, wodurch die Datenmenge bei der Feature-Berechnung reduziert wird, wodurch die Netzwerk-E/A effektiv reduziert werden kann. Während des Spleißvorgangs ist die Hive-Tabelle für die zusätzliche Aufzeichnung von Merkmalen im Allgemeinen eine vollständige Tabelle, und die Anzahl der Datenelemente entspricht im Allgemeinen der monatlichen Aktivität. Die Anzahl der im tatsächlichen Spleißvorgang verwendeten Datenelemente entspricht jedoch ungefähr der täglichen Aktivität. Daher gibt es eine große Menge an Datenredundanz. Ungültige Daten führen zu zusätzlichen E/A- und Berechnungsaufwand. Die Optimierungsmethode besteht darin, den Dimensionsschlüssel vorab zu berechnen und den entsprechenden Bloom-Filter zum Filtern beim Lesen der Daten zu generieren, wodurch redundante Datenübertragungen und redundante Berechnungen während des zusätzlichen Aufzeichnungsprozesses erheblich reduziert werden können.

Hochleistungsbeitritt. Verwenden Sie effiziente Strategien zur Anordnung der Join-Sequenz, um die Effizienz und Ressourcennutzung des Prozesses zur erneuten Registrierung von Funktionen zu verbessern. Während des Feature-Splicing-Prozesses werden Join-Vorgänge für mehrere Tabellen durchgeführt, und die Reihenfolge der Joins hat auch großen Einfluss auf die Spleißleistung. Wie in der obigen Abbildung gezeigt, ist die Gesamtleistung schlecht, wenn die zu verbindende Datenmenge in der linken Tabelle groß ist. Sie können die Idee des Huffman-Algorithmus verwenden, um jede Tabelle als Knoten und die entsprechende Datenmenge als ihr Gewicht zu betrachten. Der Umfang der Join-Berechnung zwischen Tabellen kann einfach mit der Addition der Gewichte von zwei verglichen werden Knoten. Daher kann dieses Problem in die Konstruktion eines Huffman-Baums abstrahiert werden, und der Konstruktionsprozess des Huffman-Baums ist die optimale Verbindungsreihenfolge.

Die Daten-Offline-Speicherressourcen werden um mehr als 80 % gespart und die Effizienz der Beispielkonstruktion wird um mehr als 200 % erhöht. Derzeit werden auch die gesamten Beispieldaten auf Basis des Data Lake implementiert, um die Dateneffizienz weiter zu verbessern.
6 Datenvorbereitung

Die Plattform hat eine große Menge wertvoller Inhalte wie Funktionen, Beispiele und Modelle angesammelt. Man hofft, dass sie durch die Wiederverwendung dieser Datenbestände Strategen dabei helfen kann, Geschäftsiterationen besser durchzuführen und bessere Geschäftseinnahmen zu erzielen . Die Feature-Optimierung macht 40 % aller Methoden aus, die von Algorithmen zur Verbesserung der Modelleffekte verwendet werden. Allerdings weist die traditionelle Feature-Mining-Methode Probleme wie langen Zeitaufwand, geringe Mining-Effizienz und wiederholtes Feature-Mining auf die Feature-Dimension. Wenn es einen automatisierten experimentellen Prozess gibt, um die Wirkung einer Funktion zu überprüfen und den Benutzern die endgültigen Wirkungsindikatoren zu empfehlen, wird dies zweifellos dazu beitragen, dass Strategen viel Zeit sparen. Wenn der gesamte Linkaufbau abgeschlossen ist, müssen Sie nur noch verschiedene Feature-Kandidatensätze eingeben, um die entsprechenden Wirkungsindikatoren auszugeben. Zu diesem Zweck hat die Plattform einen intelligenten Mechanismus zur „Addition“, „Subtraktion“, „Multiplikation“ und „Division“ von Merkmalen und Stichproben entwickelt.
6.1 „Hinzufügen“

Feature-Empfehlung basiert auf Modelltestmethoden, Wiederverwendung von Features für bestehende Modelle anderer Geschäftsbereiche, Erstellen neuer Beispiele und Modelle, Vergleichen der Offline-Effekte des neuen Modells und des Basismodells Die Vorteile neuer Funktionen werden automatisch an relevante Unternehmensleiter weitergegeben. Der spezifische Funktionsempfehlungsprozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Funktionsbewusstsein: Die Funktionsempfehlung wird über die Online-Wall oder die geschäftsübergreifende Inventarisierungsmethode ausgelöst Die Erfolgsquote der Funktionsempfehlung kann bis zu einem gewissen Grad überprüft werden.

Musterproduktion: Funktionen werden während der Musterproduktion über die Konfigurationsdatei extrahiert, und der Prozess wird ausgeführt Fügen Sie automatisch neue Funktionen hinzu. Fügen Sie es der Konfigurationsdatei hinzu und erstellen Sie dann neue Beispieldaten. Analysieren Sie nach dem Erhalten neuer Features die ursprünglichen Features, Abmessungen und UDF-Operatoren, von denen diese Features abhängen, und integrieren Sie die neue Feature-Konfiguration und die abhängigen Originaldaten in die ursprüngliche Konfigurationsdatei des Basismodells, um eine neue Feature-Konfigurationsdatei zu erstellen. Beim Erstellen von Beispielen werden relevante Features automatisch aus dem Feature-Warehouse extrahiert und die konfigurierte UDF wird zur Feature-Berechnung aufgerufen. Der Zeitraum für die Beispielerstellung ist konfigurierbar.

Modelltraining: Transformieren Sie die Modellstruktur und die Beispielformatkonfiguration automatisch und führen Sie dann das Modelltraining durch Verwenden Sie TensorFlow als Modelltrainings-Framework, verwenden Sie das tfrecord-Format als Beispieleingabe, ordnen Sie die neuen Features entsprechend der numerischen Klasse und der ID-Klasse in zwei Gruppen A und B ein, führen Sie eine Tabellensuchoperation für die ID-Klassen-Features durch und führen Sie dann aus Hängen Sie sie einheitlich an die vorhandenen Funktionen an. Später können neue Proben für das Modelltraining empfangen werden, ohne die Modellstruktur zu ändern.

Neue Modelltrainingsparameter automatisch konfigurieren : einschließlich Trainingsdatum, Beispielpfad, Modell-Superparameter, usw., teilen Sie den Trainingssatz und den Testsatz auf und trainieren Sie automatisch das neue Modell.

Modellbewertung: Rufen Sie die Bewertungsschnittstelle auf, um Offline-Indikatoren zu erhalten, vergleichen Sie die Bewertungsergebnisse des neuen und des alten Modells und reservieren Sie die Ergebnisse der Bewertung einzelner Merkmale. Nach der Streuung einiger Merkmale wird der Beitrag einzelner Merkmale angegeben. Die Auswertungsergebnisse werden einheitlich an die Nutzer versendet.

6.2 „Subtraktion“ durchführen

Feature-Empfehlung in der Werbung Nachdem es implementiert wurde und bestimmte Vorteile erzielte, haben wir einige neue Untersuchungen auf der Ebene der Funktionsermächtigung durchgeführt. Durch die kontinuierliche Optimierung des Modells ist die Geschwindigkeit der Funktionserweiterung sehr hoch und der Ressourcenverbrauch von Modelldiensten steigt. Es ist zwingend erforderlich, redundante Funktionen zu eliminieren und das Modell zu „verschlanken“. Aus diesem Grund hat die Plattform eine Reihe von End-to-End-Feature-Screening-Tools entwickelt. #? : Alle Feature-Scores des Modells werden durch verschiedene Bewertungsalgorithmen wie WOE (

Weight Of Evidence, Weight of Evidence

) ermittelt. und die Bewertungen sind relativ hoch. Merkmale haben eine höhere Qualität und eine höhere Bewertungsgenauigkeit.
Effektüberprüfung: Sortieren Sie das Modell nach dem Training nach Punktzahl und führen Sie die Funktionsbewertung stapelweise durch Cull. Insbesondere wird die Merkmalsunterbrechungsmethode verwendet, um die Bewertungsergebnisse des ursprünglichen Modells und des gebrochenen Modells zu vergleichen. Wenn die Differenz größer als der Schwellenwert ist, wird die Bewertung beendet und die Merkmale angegeben, die eliminiert werden können. End-to-End-Lösung
: Nachdem der Benutzer die experimentellen Parameter und Indikatorschwellenwerte konfiguriert hat, können löschbare Ergebnisse ohne menschliches Eingreifen ausgegeben werden Features und Offline-Bewertungsergebnisse des Modells nach dem Entfernen von Features.
Am Ende, nachdem 40 % der Funktionen im internen Modell offline waren, konnte der Rückgang der Geschäftsindikatoren immer noch innerhalb eines angemessenen Schwellenwerts kontrolliert werden.
6.3 „Multiplikation“ durchführen
Um bessere Modelleffekte zu erzielen, hat die Werbung begonnen, einige neue Erkundungen durchzuführen, einschließlich großer Modelle. Echtzeit, Funktionsbibliothek usw. Hinter diesen Untersuchungen steht ein zentrales Ziel: der Bedarf an mehr und besseren Daten, um Modelle intelligenter und effizienter zu machen. Ausgehend von der aktuellen Werbesituation schlagen wir den Aufbau einer Musterbank (Datenbank) vor, um mehr Arten und größere externe Daten einzubinden und auf bestehende Unternehmen anzuwenden. Wie in der Abbildung unten gezeigt:

Auf dieser Plattform haben wir eine universelle Muster-Sharing-Plattform eingerichtet Geschäftsvolumen können ausgeliehen werden, um inkrementelle Stichproben zu generieren. Außerdem wird eine gemeinsame Embedding-Sharing-Architektur erstellt, um die Integration großer und kleiner Unternehmen zu realisieren. Das Folgende ist ein Beispiel für die Wiederverwendung von Nicht-Werbemustern im Werbegeschäft. Die spezifische Methode ist wie folgt:

Erweiternde Beispiele: Basierend auf dem Flink-Streaming-Verarbeitungsframework wurde eine hoch skalierbare Beispielbibliothek DataBank erstellt, die die Belichtungs-, Klick- und anderen Label-Daten von Unternehmen B und Unternehmen C problemlos für Experimente wiederverwenden kann. Insbesondere für kleine Unternehmen wurde eine große Menge an Wertdaten im Vergleich zur Offline-Zusatzregistrierung erweitert. Die Funktionsplattform bietet Online- und Offline-Konsistenzgarantien.

Teilen: Nachdem das Beispiel fertig ist, ist ein ganz typisches Anwendungsszenario das Transferlernen. Darüber hinaus wird auch ein Datenpfad für die Einbettungsfreigabe erstellt ( ist nicht stark auf den Prozess der „Beispielerweiterung“ angewiesen Alle Geschäftsbereiche können auf der Grundlage großer Einbettungen trainiert werden. Jede Geschäftspartei kann diese Einbettung auch aktualisieren und einrichten). Versionsmechanismus online einbetten, um ihn bereitzustellen. Wird von mehreren Geschäftsbereichen verwendet.

Durch die Wiederverwendung von Nicht-Werbe-Samples in einem Unternehmen innerhalb der Werbung wurde die Anzahl der Samples in Kombination mit dem Transfer-Learning-Algorithmus um ein Vielfaches erhöht, und der CPM hat sich um ein Viertausendstel erhöht um 1 % gestiegen, nachdem eins online gegangen ist. Darüber hinaus bauen wir auch eine Werbebeispiel-Themenbibliothek auf, um die von jedem Unternehmen generierten Beispieldaten einheitlich zu verwalten (einheitliche Metadaten), den Benutzern eine einheitliche Beispiel-Themenklassifizierung zur Verfügung zu stellen, sich schnell zu registrieren, zu suchen und wiederzuverwenden sowie einen einheitlichen Speicher für die zu erstellen Unterste Ebene: Sparen Sie Speicher- und Rechenressourcen, reduzieren Sie die Datenverknüpfung und verbessern Sie die Aktualität.

6.4 Führen Sie eine „Division“ durch

Durch die „Subtraktion“ von Merkmalen können einige Merkmale entfernt werden, die keinen positiven Effekt haben. Durch Beobachtung wird jedoch festgestellt, dass das Modell immer noch viele Merkmale von geringem Wert enthält. Daher können wir einen Schritt weiter gehen, indem wir sowohl den Wert als auch die Kosten umfassend berücksichtigen. Unter den kostenbasierten Einschränkungen der gesamten Verbindung können wir diese Funktionen mit relativ geringem Input und Output herausfiltern und den Ressourcenverbrauch reduzieren. Dieser Lösungsprozess unter Kosteneinschränkungen wird als „Aufteilung“ definiert. Der Gesamtprozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

In der Offline-Dimension haben wir ein Merkmalswertbewertungssystem eingerichtet, um die Kosten und den Wert von Merkmalen anzugeben. Während der Online-Beurteilung können wir die Merkmalswertinformationen verwenden, um Vorgänge wie Verkehrsverschlechterung und Merkmalselastizität durchzuführen Berechnungen und führen Sie eine „Division“ durch. „Die wichtigsten Schritte sind wie folgt:

Problemabstraktion: Wenn wir die Wertbewertung jedes Features erhalten können, können wir auch die Kosten des Features ermitteln ( Speicherung, Kommunikation, Berechnung und Verarbeitung), Dann stellt sich das Problem, wie der Wert von Features unter der bekannten Modellstruktur und den festen Ressourcenkosten maximiert werden kann.

Wertbewertung unter Kostenbeschränkungen: Basierend auf dem Funktionsumfang des Modells führt die Plattform zunächst eine statistische Zusammenfassung der Kosten und Werte durch; die Kosten umfassen Offline-Kosten und Online-Kosten und basieren auf der trainierten Bewertung Modell, die Funktionen erhalten ein umfassendes Ranking.

Szenariomodellierung: Für die Modellierung können je nach Ressourcenbedingungen unterschiedliche Funktionssätze ausgewählt werden. Wählen Sie bei begrenzten Ressourcen das Modell mit dem größten Nutzen für die Online-Arbeit. Darüber hinaus kann es für einen relativ großen Funktionsumfang modelliert und bei geringen Verkehrsspitzen aktiviert werden, um die Ressourcennutzung zu verbessern und größere Vorteile für das Unternehmen zu bringen. Ein weiteres Anwendungsszenario ist die Verschlechterung des Datenverkehrs. Der Inferenzdienst überwacht den Verbrauch von Online-Ressourcen. Sobald die Ressourcenberechnung den Engpass erreicht, wechselt er zum Verschlechterungsmodell.

7 Zusammenfassung und Ausblick

Das Obige ist unsere Anti-„Anstiegs“-Praxis in groß angelegten Deep-Learning-Projekten, um dazu beizutragen, Geschäftskosten zu senken und die Effizienz zu verbessern. In Zukunft werden wir weiterhin die folgenden Aspekte erforschen und praktizieren:

Full-Link-GPUisierung: Auf der Inferenzebene werden durch GPU-Umschaltung komplexere Geschäftsiterationen unterstützt, während , Auch die Gesamtkosten werden erheblich reduziert. Später wird die GPU-basierte Transformation in Beispielkonstruktionen und Feature-Services durchgeführt und die Verbesserung des Offline-Trainingsniveaus gemeinsam gefördert.

Sample Data Lake: Erstellen Sie eine größere Datenbank durch Schema Evolution, Patch Update und Weitere Merkmale: Ein großes Musterlager ermöglicht die kostengünstige Offenlegung hochwertiger Daten an Geschäftspartner.

Pipeline: Während des Iterationsprozesses des gesamten Lebenszyklus des Algorithmus gibt es viele Aspekte von Debugging- und Linkinformationen Keiner von ihnen ist „verbunden“ genug, und die Perspektiven von Offline-, Online- und Wirkungsindikatoren sind relativ fragmentiert. Standardisierung und Beobachtbarkeit basierend auf dem vollständigen Link sind der allgemeine Trend, und dies ist die Grundlage für nachfolgende intelligente und Elastischer Einsatz von Links. MLOps und Cloud Native, die mittlerweile in der Branche beliebt sind, bieten viele Referenzideen.

Intelligentes Matching von Daten und Modellen : Wie oben erwähnt, werden unter der Voraussetzung einer festen Modellstruktur Merkmale automatisch hinzugefügt und subtrahiert Auf Modellebene werden einige neue Modellstrukturen automatisch eingebettet, unter der Voraussetzung, dass bestimmte Feature-Eingaben festgelegt werden. Und in Zukunft werden wir auch das Matching von Daten und Modellen basierend auf dem Geschäftsfeld und über die Funktionen und das Modellsystem der Plattform automatisch durchführen.

8 Der Autor dieses Artikels ist

亚, Yingliang, Chen Long, Chengjie, Dengfeng, Dongkui, Tongye, Simin, Lebin usw. gehören alle zum technischen Team für die Lebensmittellieferung in Meituan.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonIngenieurspraxis eines groß angelegten Deep-Learning-Modells für Take-Away-Werbung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!