深度学习训练与推断:有何区别?

深度学习训练与推断

在今天这个数据饱和的世界里,很难淡化机器学习的重要性。人工智能 (AI) 的这一分支不仅使系统具备处理大型数据集的能力,而且还允许其分析实时数据并做出实时决策。

在使用一个分散的物联网 (IoT) 端点网络时,集成能处理大量新积累数据的解决方案尤为重要。但机器学习和深度学习项目带来了优化挑战,而且其很难在企业团队之间协调。对于技术专业人士而言,了解深度学习训练和推断的工作原理非常重要,这样他们就可以设计出帮助企业从 AI 中获益的系统。

在这里,我们不仅将介绍深度学习训练和推断的工作原理,而且还将讨论这两个过程之间的关系。然后,我们将讨论训练和推断的挑战,以及如何为机器学习应用选择最佳技术。 

机器学习生命周期

机器学习分为两个阶段:训练与推断。在训练阶段,开发人员将为其模型提供一个精心策划的数据集,以便其“学习”它所需要的、有关其将分析的数据类型的一切。然后,在推断阶段,模型可基于实时数据做出预测,以产生可执行的结果。

什么是机器学习推断?

什么是机器学习推断?

机器学习推断是系统根据新数据做出预测的能力。例如,如果您需要处理来自极其分散的物联网网络的大量新积累的信息,这可能会很有帮助。

这里有一个简单的类比:假设您在教孩子按颜色对不同的水果进行分类,您可以先给他们看一个西红柿、一个苹果和一个樱桃,让他们知道这些水果是红色的。之后,在您第一次给他们看草莓时,他们也能推断出这种水果是红色的,因为其颜色与苹果、番茄及樱桃相似。

机器学习推断的工作原理是什么?

机器学习推断的工作原理是什么?

机器学习推断需要三个关键组件:数据源、处理数据的机器学习系统和数据目的地。

有时,数据源可能其实是多个来源,从多个地方积累信息。从一系列物联网输入中捕获信息时,情况就是这样的。机器学习模型采用一系列数学算法在实时数据进入时对其进行分类和分析。这些算法可以根据数据品质特性进行推断,进而找出项目之间的差异。然后,该模型会对这些数据点进行“评分”,并根据训练其解释数据的方法提供输出。这些输出分数有助于确定下一步行动。

例如,假设您正在从电子商务网站上的客服聊天机器人那里收集数据,您的数据源将是来自在线聊天平台的客户输入。然后,机器学习模型可以确定:如果客户写入的内容是他们对产品“不满意”,客户可能就想退款。其它系统随后可帮助该客户退款。

何为深度学习训练?

何为深度学习训练?

深度学习训练是指深度神经网络 (DNN)“学习”如何分析一组预先确定的数据并对其含义做出预测之时。这涉及大量试验和错误,直到网络能根据所需结果准确得出结论为止。

DNN 通常是指人工智能的一种,因为它们使用人工神经元来模仿人类智慧。DNN 具有筛选抽象数据类型的能力,例如图像和音频记录等。

机器学习训练的工作原理是什么?

机器学习训练的工作原理是什么?

在深度学习训练过程中,DNN 会筛选预先存在的数据,并根据其“认为”的数据所代表的内容得出结论。每次得出错误结论时,就会将该结果反馈给系统,以便系统从其错误中“学习”。

该过程不仅会随时间的推移,使人工神经元之间的联系变得更强,而且还会增加系统在未来做出准确预测的几率。随着新数据的出现,DNN 应该能够对可能更复杂的新信息进行分类和分析。最终,它将继续从其遭遇中吸取教训并随着时间的推移变得更加直观。

深度学习训练和推断有什么区别?

深度学习推断离不开训练。在机器学习中,深度学习训练与推断的区别在于:深度学习训练是深度学习推断的重要组成部分。

想想人类是如何通过学习来完成任务的:通过学习如何完成任务、通过阅读手册、观看操作视频,或者在别人完成任务时注意观察其操作。我们学习模仿他人的方式与 DNN 获取模式并从现有数据中执行推断的方式相同。

深度学习训练与推断:示例

深度学习训练与推断:示例

深度学习可应用于各行各业,从医疗保健航空航天工程,不一而足。但在机器需要实时做出多项决策的情况下,比如自动驾驶汽车,其尤为有用。

假设您正在训练一辆无人驾驶汽车遵守交通法规。该汽车的系统首先需要熟悉交通规则。因此,程序员会通过数据集对其进行训练,帮助它学习识别交通标志、红绿灯以及行人等。它记住交通规则的方法将会是:通过观察示例并学习分析当它看到某些标志或场景时应该执行的操作。

但行驶在路上时,车辆需要根据其周围的环境进行推断。训练车辆在红色停车标志前停车听起来很简单,但如果实际停车标志与数据集中的停车标志字体不同或红色的深浅略有不同,会出现什么情况?

这就是深度学习推断的用武之地:它会帮助机器弥合训练其所用的数据与现实世界中模糊信息之间的差距。DNN 可以从它识别的特征中进行推断,因此车辆可以推断出它遇到的标志仍然是停车标志。

机器学习推断的挑战

机器学习推断的挑战

机器学习训练和推断在其各自的道路上均为计算密集型。在训练方面,为 DNN 提供大量数据对于 GPU 计算来说很密集,而且可能需要更多或更高效率的单元。在推断过程中最小化时延问题,可能会对系统实时做出决策提出挑战。

此外,机器学习项目还可能很难在整个公司团队中导航。例如,如果一个机器学习项目采用 TensorFlow 编码,但部分团队成员更熟悉 Pytorch,那可能就有为测试和部署调整系统的问题。并且,更新模型不仅很难,而且成本还很高,尤其是在模型需要接受新数据训练时。

此外,AI 硬件厂商还为各框架及各层提供了不同级别的软件支持,因此评估不同的硬件选项,实现项目所需的总体拥有成本 (TCO) 至关重要。

机器学习推断与训练的挑战

AI 的未来离不开高效的机器学习推断

找到理想的硬件解决方案是创建高效运行的 AI 系统的重要组成部分。AMD 机器学习工具专注于机器学习推断,可帮助软件开发人员部署用于实时推断的机器学习应用,以便为大量常见的机器学习框架提供支持,其中包括 TensorFlow、Pytorch 和 Caffe,以及 Python 和 RESTful API 等。

这种对加速机器学习推断的关注对开发人员及其客户都很重要,特别是在考虑全球机器学习市场规模在 2028 年可能达到 1522.4 亿美元的实际情况时。

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AI 推断与机器学习

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AMD 是机器学习与 AI 解决方案的行业领导者,可提供能带来高吞吐量和低时延的 AI 推断开发平台和硬件加速解决方案。

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