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新手云计算指南:7个机器学习工程师必备的核心AWS服务

如果你是一名初涉云计算的机器学习工程师,AWS(亚马逊云服务)的庞大服务体系可能让你感到无从下手。面对数百项服务,确实容易迷失方向。然而,这份指南将为你简化AWS的学习路径。我们将重点介绍七项在机器学习运维中被广泛应用的核心AWS服务,涵盖从数据加载到模型部署与监控的方方面面。

7 AWS Services for Machine Learning Projects


1. Amazon S3:可扩展的数据存储

每一个成功的机器学习项目都始于数据。Amazon Simple Storage Service(S3)为你提供安全、可扩展且经济高效的对象存储,非常适合以下场景:

  • 存储大规模数据集和已训练模型

  • 与其它AWS机器学习服务无缝集成

  • 便捷的数据版本控制与生命周期管理

你可以用S3来存储数据集、元数据、模型、分词器以及其他配置文件。S3易于搭建,并且可以与任何机器学习服务集成。


2. Amazon EC2:强大的计算资源

当你的机器学习工作负载需要定制环境或GPU加速时,Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)为你提供灵活且强大的计算资源:

  • 专用GPU实例加速机器学习训练(如深度学习模型)

  • 针对特定机器学习库和框架的全自定义环境

  • 简单的扩展和资源优化

你可以将EC2视为云端的虚拟专用服务器。无论是数据预处理、模型训练、评估还是部署,它都能满足需求。


3. Amazon SageMaker:端到端机器学习平台

Amazon SageMaker是AWS专为全机器学习生命周期打造的旗舰服务,适合开发、训练和部署机器学习模型。SageMaker通过以下功能简化了工作流

  • 内置Jupyter笔记本,便于快速实验

  • 预装主流机器学习框架(如TensorFlow、PyTorch、scikit-learn等)

  • 自动调参与模型优化

  • 灵活的实时或批量推理部署选项

精通SageMaker后,你基本无需依赖其他工具。它对数据科学家极为友好,简化了复杂的机器学习任务,减轻了运维负担,并与其它AWS服务无缝集成。


4. AWS Lambda:无服务器机器学习推理

机器学习推理常常需要实时或事件驱动的预测。AWS Lambda提供了理想的无服务器计算方案,具备如下优势:

  • 基于事件或API调用自动触发推理任务

  • 实现大规模实时、低延迟预测

  • 按用量计费,仅为实际计算时间付费

AWS Lambda是部署机器学习应用的高效解决方案,能帮助你降低计算成本,同时保持卓越性能。


5. AWS Step Functions:机器学习工作流编排

管理复杂的工作流(如数据预处理、模型训练与部署)往往令人头大。AWS Step Functions通过以下方式简化机器学习工作流的编排:

  • 提供可视化的工作流管理与编排

  • 与SageMaker、Lambda、Glue及其他AWS服务无缝集成

  • 内建错误处理、重试和并行处理功能

类似于Prefect和Airflow,AWS Step Functions是原生的编排解决方案,便于你构建强健的机器学习流水线。它拥有丰富的集成和功能,助力你安全、高效地监控、管理及运行工作流。


6. AWS CloudFormation:简化机器学习基础设施

机器学习基础设施的管理可能复杂繁琐。AWS CloudFormation通过“基础设施即代码”(IaC)理念,实现基础设施的自动化和简化:

  • 通过JSON或YAML模板定义基础设施,便于重复使用

  • 自动化部署、扩展和更新整个机器学习环境

  • 确保开发、测试、生产等各阶段环境的一致性与可复现性

你会喜欢CloudFormation的自动化能力,不再需要手动逐项点击创建和启动服务——只需编写配置文件、运行即可,剩下的交给CloudFormation完成。


7. Amazon CloudWatch:全方位机器学习监控

为了高效运维,机器学习模型的性能与基础设施健康状况必须持续监控。Amazon CloudWatch为机器学习工作流提供了强大的监控和可观测性解决方案:

  • 实时监控机器学习基础设施、资源利用及运维指标

  • 可自定义仪表盘和告警,提前发现潜在问题

  • 与SageMaker和Lambda集成,深度跟踪机器学习模型

无论你是关注资源使用还是模型性能调优,CloudWatch都能为你的机器学习监控提供全方位支持。


结语

学习AWS已成为机器学习工程师的必备技能。企业越来越希望机器学习工程师能利用AWS服务来进行数据处理、模型训练、评估与部署。这些工具不仅优化工作流,还能通过资源优化和自动化流程大幅降低企业成本。

刚开始接触AWS时,可能会感到不知所措,但随着时间推移,你会发现它其实直观且高效。一旦熟练掌握,你将能自动化重复性任务、简化复杂流程,并专注于打造更优质的模型。AWS的各项服务旨在让你的工作更轻松,同时为机器学习项目带来强大能力。