AI系统的构成可以从多个维度进行划分,综合权威资料整理如下:
一、基础构成要素
硬件层 包括CPU、GPU、TPU等计算设备,以及存储设备(如硬盘、SSD)和网络通信模块。硬件性能直接影响AI模型的训练和推理效率,例如GPT-4训练需13万亿token数据,依赖高性能硬件支持。
数据层
负责数据的收集、存储、清洗和预处理。高质量数据是模型训练的“燃料”,例如医疗AI需标注精准的CT影像数据,自动驾驶需覆盖极端天气等复杂场景的100亿英里路测数据。
算法层
包含监督学习(如ResNet、Transformer)、无监督学习(如GAN、VAE)、强化学习(如DQN、PPO)等算法,用于从数据中提取规律并做出决策。
软件框架层
提供开发工具链,如PyTorch、TensorFlow等,支持模型构建、训练、优化和部署。框架通过自动求导、计算图优化等技术降低开发门槛。
二、系统架构分层
应用与开发层
包含用户接口(如Web界面、API)、模型构建工具和流水线管理,支持开发者快速实现和调试AI应用。
编译与运行时层
负责模型编译优化(如算子融合)、运行时调度和硬件接口抽象,确保模型高效执行。
部署与管理层
涵盖系统部署架构、资源管理、性能监控和故障处理,支持AI模型在实际环境中的稳定运行。
三、其他关键组成部分
联邦学习: 通过分布式训练保护用户隐私,例如微众银行FATE框架。 合成数据生成
模型压缩与优化:如参数量减少90%的PicoGPT,降低计算资源需求。
四、系统特性
AI系统是算法、工程架构、数据资源等多要素的集合体,具有以下特性:
数据驱动:通过大规模数据训练模型,而非依赖固定规则。
可扩展性:支持从单节点到多节点分布式训练。
持续优化:通过算法创新(如稀疏化、多模态融合)提升性能。
综上,AI系统的构成需兼顾硬件资源、数据质量、算法效率及系统架构的协同优化。