内存 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 12.4.3 存储器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 12.4.4 CPU 多机训练 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 12.7.4 键值存储 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 13 计算机视觉 549 图1 中用不同的颜色呈现： 目录 3 图1: 全书结构 • 第一部分包括基础知识和预备知识。1节 提供深度学习的入门课程。然后在 2节 中，我们将快速介绍实 践深度学习所需的前提条件，例如如何存储和处理数据，以及如何应用基于线性代数、微积分和概率基 本概念的各种数值运算。3节 和 4节 涵盖了深度学习的最基本概念和技术，例如线性回归、多层感知机 和正则化。 • 接下来的五章集中讨论现代深度学习技术。5节

基于深度学习模型的推荐流程，场景与⽬标 Serving系统 HDFS 数据 通道 训练系统 召回 业务服务 排序 混排 模型 管理 上线 管理 ⽆量 RGW/Cos/ kafka 样本 存储 实时样本 ⽣成服务 离线样本 ⽣成任务 数据 通道 特征 处理 模型 登记 模型 上线 预测 请求 数据 落地 ⽆量 ⽤户⾏为数据上报 特征 库 内容 获取 请求 � 推荐场景的重要性 的特点） 训练框架—基于参数服务器架构的分布式训练框架 TB级模型 分⽚ 存储/更新 百TB数据 分⽚训练 Feature 1: 动态空间 Feature 2.1:短时间内只有部分item和user 被命中，只有部分参数被⽤到 参数按需 获取/更新 Storage 异步训练流⽔线和多级存储：提升性能，降低内存成本 � 问题： � Learner线程中参数拉取和参数更新对性能影响⼤ Learner线程中参数拉取和参数更新对性能影响⼤ � 内存成为主要资源瓶颈。由于需要等待全部参数 就绪，Parameter Server难以利⽤速度慢的存储 介质 样本读取 样本解析 参数拉 取 训练 参数更新 查询Sparse Table 查询Dense Tensor Reader Learner Worker 返回参数 Request Handler Parameter Server 查询Sparse

1 手写数字图片数据集 机器学习需要从数据中间学习，因此首先需要采集大量的真实样本数据。以手写的数 字图片识别为例，如图 3.1 所示，需要收集较多的由真人书写的 0~9 的数字图片，为了便 于存储和计算，通常把收集的原始图片缩放到某个固定的大小(Size 或 Shape)，比如 224 个 像素的行和 224 个像素的列(224 × 224)，或者 96 个像素的行和 96 个像素的列(96 清晰，同时也可充分利用矩阵计算的并 行加速能力。那么怎么将图片识别任务的输入和输出转变为满足格式要求的张量形式呢？ 考虑输入格式，一张灰度图片?使用矩阵方式存储，形状为：[ℎ, ?]，?张图片使用形状 为[?, ℎ, ?]的张量?存储。而模型只能接受向量形式的输入特征向量，因此需要将[ℎ, ?]的矩 阵形式图片特征打平成[ℎ ∙ ?]长度的向量，如图 3.6 所示，其中输入特征的长度?in = hot 编码为[0,0,1, … ,0]，图片 9 的 One-hot 编码为[0,0,0, … ,1]。One-hot 编码是非常稀疏 (Sparse)的，相对于数字编码来说，占用较多的存储空间，因此一般在存储时还是采用数字 编码方式，仅在计算时，根据需要把数字编码转换成 One-hot 编码，通过 one_hot 函数即可 实现。 In [1]: def one_hot(label, depth=10):

练周期模型融合 • 模型结构训练与推理兼容：在线PS与离线PS模型结构兼容，自动模型参数转换 • 稳定性优化 • 模型快照：基于ps-scheduler的周期模型版本探测与保存，模型稀疏化分片存储 • 冷备容灾：基于checkpoint机制(Local模式&Remote模式)，实现参数服务的高可用，支持基于模型的异构集群迁移，支持集 群扩缩容 • 性能优化 • 通信优化：数据请求(P 引起的性能损耗，性能提升3-5倍 • 分区优化：支持多种分区策略（RANGE/HASH/MOD），解决数据倾斜导致的流量热点瓶颈问题，性能提升2-5倍 • 存储优化：自定义存储方式(ByRow&ByKey)，基于row进行矩阵压缩存储，参数内存占用减少90% 3 在线机器学习-参数服务器 模型验证 离线训练 实时训练 模型训练 模型部署 在线服务 离线验证 在线发布 在线验证 在线一致性/ 平台背景、平台架构和平台效果 12 • 平台背景-平台化 成本 效率 效果 实时 机器 人力 时间 开发 运行 迭代 规模 深度 1 平台背景 算法/模型 计算 数据/特征 存储 基础/IDE 业务 调度 集群 2 平台架构 计算 机器学习平台 Feed排序 推荐流 文本分类/检测 Hadoop/Spark 集群 数据仓库集群 高性能GPU集群 Hdfs/Odps

模型可变计算路径  运行阶段  计算图裁剪 模型训练框架 • 应用场景——离线预计算  模型召回，ANN检索  粗排模型，降低线上计算量 • 分布式Sharding  模型分片存储，支持超大规模模型  数据并行计算，加速Optimizer计算 • 低频特征过滤  Counting Bloom Filter  概率方式 • 模型数据通路  Base + Delta方式 Ps分布式分片的均衡，避免分片大小不一致  NN网络矩阵按行切分，解决请求包不均衡问题  特征按照Hash方式分布式存储 • 模型并行调超参  grid search  random search PS的多模型训练 • 提高内存使用效率  model group内共享特征key的存储 • 超大规模模型 -> 高扇出的分布式PS • 长尾效应：单个分片的抖动（网络、CPU）对请求影响变大 N PS Req … … reply 1 reply 2 reply N … 超过t Backup Request Cancel Request 流式模型的通路 • 持久化存储  本地disk存储，持久化对齐kafka的数据 • PS快速failover  Compaction机制，降低load数据量 • Online Learning对数据流的要求  不重不丢：重复的数据会使模型有偏，数据的缺失

l千万级别深度学习特征检索 l行业试水 2018-2019 l云原生Cloud-Native超大规模视图存储、处理、检 索 l处理数万到数十万路，城市范围级别监控、门禁摄 像头数据 l10-100 Billion级别深度学习特征检索 - PB以上级别数据库存储 - 100PB级别抓拍图片存储 - 每秒万次并发检索请求 l大规模推广应用 l某种程度上说，城市内所有市民都是系统的用户 深度学习算法发展为平台系统赋能 ；但配套设施落后（e.g. Spark on K8s, GitlabCI) • 容器系统调用栈深，需要仔细验证操作系统，内核及异构设备驱动的兼容性 • Kubernetes对NUMA、异构计算、存储设备的调度能力待加强 1.6 nvidia/gpu custom scheduler 1.8 local-volume 1.10 CPU manager Device plugin 1

2016年 C轮融资 估值20亿美元 9 机器学习的范围 10 • 给定数据的预测问题 ✓ 数据清洗/特征选择 ✓ 确定算法模型/参数优化 ✓ 结果预测 • 不能解决什么 ✓ 大数据存储/并行计算 ✓ 做一个机器人 机器学习可以解决什么问题 11 机器学习发展史 总的来说，人工智能经历了逻辑推理、知识工程、机器 学习三个阶段。 机器学习伴随着人工智能的发展而诞生，它是人工智能 Python 的环境的安装 54 Python 的主要数据类型 ⚫字符串 ⚫整数与浮点数 ⚫布尔值 ⚫日期时间 ⚫其它 55 Python 的数据结构 ⚫列表(list) 用来存储一连串元素的容器，列表用[ ]来表示，其中元素的类型可不相同。 ⚫元组(tuple) 元组类似列表，元组里面的元素也是进行索引计算。列表里面的元素的值可以修改，而元组 里面的元素的值不能修改，只能读取。元组的符号是( 集合主要有两个功能，一个功能是进行集合操作，另一个功能是消除重复元素。 集合的格式 是：set( )，其中()内可以是列表、字典或字符串，因为字符串是以列表的形式存储的 ⚫字典(dict) 字典dict也叫做关联数组，用大括号{ }括起来，在其他语言中也称为map，使用键-值（ key-value）存储，具有极快的查找速度，其中key不能重复。 56 Python控制流 ⚫顺序结构 ⚫分支结构 ⚫循环结构 ⚫break、continue和pass

Python 的环境的安装 55 Python 的主要数据类型 ⚫字符串 ⚫整数与浮点数 ⚫布尔值 ⚫日期时间 ⚫其它 56 Python 的数据结构 ⚫列表(list) 用来存储一连串元素的容器，列表用[ ]来表示，其中元素的类型可不相同。 ⚫元组(tuple) 元组类似列表，元组里面的元素也是进行索引计算。列表里面的元素的值可以修改，而元组 里面的元素的值不能修改，只能读取。元组的符号是( 集合主要有两个功能，一个功能是进行集合操作，另一个功能是消除重复元素。 集合的格式 是：set( )，其中()内可以是列表、字典或字符串，因为字符串是以列表的形式存储的 ⚫字典(dict) 字典dict也叫做关联数组，用大括号{ }括起来，在其他语言中也称为map，使用键-值（ key-value）存储，具有极快的查找速度，其中key不能重复。 57 Python控制流 ⚫顺序结构 ⚫分支结构 ⚫循环结构 ⚫break、continue和pass

构建基于富媒体大数据的弹性深度学 习计算平台 SPEAKER / 土土@七牛 AtLab Mobile —> 富媒体时代 数据存储 数据加速 数据处理 直播 点播 Connect 每天超过10亿图像上传 超过万亿小时的音视频存储 What are they？ 内容审核团队 运营分析团队 AI？ Content 分类 检测 分割 跟踪 描述 搜索 分析 …

智能多媒体服务 数据洞察 机器学习 内容生产者 内容消费者 内容采集 （上传加速） 内容分发 海量存储 海量富媒体数据的业务布局 视觉智能 Vision Intelligence 数据智能 Data Intelligence 海量存储 ���� ���� ���� 弹性计算 ��� ��� 智能网络 API �� �� CDN ���