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FSD-Inference:具有可扩展云通信的全无服务器分布式推理

分布式、并行与集群计算 2024-03-25 v1 人工智能 机器学习

摘要

无服务器计算提供了极具吸引力的可扩展性、弹性和成本效益。然而,内存、CPU和函数运行时的限制阻碍了其在数据密集型应用和机器学习(ML)工作负载中的采用。传统的“有服务器”平台通过快速网络和成熟的进程间通信(IPC)机制(如MPI和共享内存)实现分布式计算。在无服务器领域缺乏此类解决方案的情况下,具有显著IPC需求的并行计算充满挑战。我们提出了FSD-Inference,这是首个全无服务器且高度可扩展的分布式ML推理系统。我们探索了潜在的通信通道,结合函数即服务(FaaS)计算,为无服务器数据密集型计算背景下的分布式ML设计了一个最先进的解决方案。我们引入了新颖的全无服务器通信方案用于ML推理工作负载,同时利用了基于云的发布-订阅/队列和对象存储服务。我们展示了发布-订阅/队列服务如何适用于FaaS IPC,其性能可与对象存储相媲美,同时在高并行度水平下显著降低成本。我们对各种规模的基准深度神经网络(DNN)进行了深入实验。结果表明,与基于服务器的替代方案相比,FSD-Inference显著更具成本效益和可扩展性,甚至可以实现与优化的高性能计算(HPC)解决方案相竞争的性能。实验还证实,我们的无服务器解决方案可以处理大型分布式工作负载,并利用高度的FaaS并行性。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.15195,
  title  = {FSD-Inference: Fully Serverless Distributed Inference with Scalable Cloud Communication},
  author = {Joe Oakley and Hakan Ferhatosmanoglu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.15195},
  year   = {2024}
}

备注

In Proceedings of 2024 IEEE 40th International Conference on Data Engineering (ICDE) (to appear)