الحوسبة بدون خادم (Serverless Computing)

الحوسبة بدون خادم هي نموذج تنفيذ سحابي يمكّن المطورين من إنشاء وتشغيل التطبيقات دون تعقيدات إدارة البنية التحتية. في هذا النموذج، يدير مزود الخدمة السحابية تخصيص الخوادم وتوفيرها بشكل ديناميكي، مما يجعل الأجهزة وأنظمة التشغيل الأساسية بعيدة عن المستخدم. يتم تنفيذ الكود في حاويات عديمة الحالة يتم تشغيلها بواسطة أحداث محددة، مثل طلب HTTP أو تعديل قاعدة بيانات أو تحميل ملف. هذا النهج وثيق الصلة باستراتيجيات الحوسبة السحابية الحديثة ، حيث يتيح للمؤسسات الدفع مقابل وقت الحوسبة المستهلك فقط، مع الالتزام تلقائيًا بمتطلبات قابلية التوسع من خلال التوسع من صفر إلى آلاف الحالات بناءً على طلب حركة المرور.

آليات الخدمة بدون خادم للذكاء الاصطناعي

يكمن جوهر الحوسبة بدون خادم في مفهوم الوظيفة كخدمة (FaaS)، حيث يتم تقسيم التطبيقات إلى وظائف فردية تؤدي مهام منفصلة. بالنسبة للممارسين في التعلم الآلي (ML)، يوفر هذا مسارًا مبسطًا لنشر النماذج. بدلاً من الحفاظ على خادم مخصص يعمل بشكل غير منتظم خلال فترات انخفاض حركة المرور، يمكن تشغيل وظيفة بدون خادم عند الطلب لمعالجة البيانات وإيقاف تشغيلها فورًا بعد ذلك.

ومع ذلك، فإن أحد الاعتبارات الرئيسية في هذه البنية هو "البدء البارد" — وهو زمن الاستجابة الذي يحدث عند استدعاء وظيفة لأول مرة أو بعد فترة من عدم النشاط. للتخفيف من ذلك، غالبًا ما يستخدم المطورون بنى خفيفة الوزن مثل YOLO26 أو تقنيات مثل تكمية النموذج لضمان أوقات تحميل سريعة ، وهو أمر ضروري للحفاظ على زمن استجابة منخفض للاستدلال.

تطبيقات العالم الحقيقي في التعلم الآلي

تعد البنى غير القائمة على الخوادم فعالة بشكل خاص في سير عمل الرؤية الحاسوبية (CV) المدفوعة بالأحداث وخطوط نقل البيانات .

• المعالجة المسبقة الآلية للبيانات: عندما يقوم المستخدم بتحميل مجموعة بيانات أولية إلى خدمة تخزين مثل Amazon S3، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تشغيل وظيفة بدون خادم لإجراء معالجة مسبقة فورية للبيانات. قد تقوم الوظيفة بتغيير حجم الصور أو تطبيع قيم البكسل أو التحقق من صحة تنسيقات الملفات قبل دخول البيانات إلى خط أنابيب بيانات التدريب ، مما يضمن الاتساق دون تدخل يدوي.
• المراقبة الذكية عند الطلب: في الذكاء الاصطناعي في مجال الأمن، يمكن لمستشعر الحركة أن يحفز الكاميرا على التقاط صورة. يؤدي هذا الحدث إلى استدعاء وظيفة سحابية تستضيف نموذجًا لاكتشاف الأجسام. يحلل النموذج الصورة للتمييز بين الحيوانات غير المؤذية والمتسللين المحتملين، ولا يرسل تنبيهًا إلا عند الضرورة. يؤدي هذا إلى تقليل تكاليف النطاق الترددي والتخزين بشكل كبير مقارنة بالبث المستمر.

مثال Python : معالج الاستدلال بدون خادم

يوضح الكود التالي معالجًا مفاهيميًا بدون خادم. يقوم بتهيئة مثيل نموذج عالمي للاستفادة من "البدء الدافئ" (حيث يظل الحاوية نشطًا بين الطلبات) ومعالجة مسار الصورة الواردة .

from ultralytics import YOLO

# Initialize the model outside the handler to cache it for subsequent requests
# YOLO26n is ideal for serverless due to its compact size and speed
model = YOLO("yolo26n.pt")


def lambda_handler(event, context):
    """Simulates a serverless function handler triggered by an event. 'event' represents the input payload containing
    the image source.
    """
    image_source = event.get("url", "https://ultralytics.com/images/bus.jpg")

    # Perform inference
    results = model(image_source)

    # Return prediction summary
    return {
        "statusCode": 200,
        "body": {
            "objects_detected": len(results[0].boxes),
            "top_class": results[0].names[int(results[0].boxes.cls[0])] if len(results[0].boxes) > 0 else "None",
        },
    }

التمييز بين التقنيات ذات الصلة

لفهم الحوسبة بدون خادم، يجب تمييزها عن نماذج البنية التحتية الأخرى المستخدمة غالبًا في MLOps.

• الحوسبة بدون خادم مقابل الحوسبة الطرفية: على الرغم من أن كلاهما يهدف إلى تحسين الكفاءة، إلا أنهما يعملان في مواقع مختلفة. تقوم الحوسبة الطرفية بمعالجة البيانات محليًا على الجهاز (مثل الكاميرا الذكية أو جهاز إنترنت الأشياء) لتقليل وقت انتقال البيانات عبر الشبكة. تتم الحوسبة بدون خادم في سحابة عامة مركزية. غالبًا ما تقوم الحلول المختلطة بمعالجة البيانات الأولية على الحافة وإرسال الحالات الشاذة المعقدة إلى وظائف السحابة بدون خادم لإجراء تحليل أعمق للصور الطبية أو المراجعة الجنائية.
• بدون خادم مقابل Kubernetes: Kubernetes هي منصة تنسيق للحاويات تمنح المطورين تحكمًا دقيقًا في بيئة المجموعات والشبكات والوحدات. على الرغم من قوتها، إلا أنها تتطلب إدارة كبيرة . المنصات بدون خادم، مثل Google Functions أو Azure Functions، تجرد هذا التنسيق بالكامل، مما يسمح للفرق بالتركيز فقط على منطق الكود بدلاً من صحة العقد.
• الحوسبة بدون خادم مقابل IaaS: توفر البنية التحتية كخدمة (IaaS) موارد حوسبة افتراضية عبر الإنترنت، مثل Amazon EC2. مع IaaS، يكون المستخدم مسؤولاً عن تصحيح نظام التشغيل وإدارة البرامج الوسيطة. في المقابل، تزيل الحوسبة بدون خادم هذه المسؤوليات التشغيلية، مما يسمح للمطورين بالتركيز على مهام أعلى مستوى مثل تحسين دقة تصنيف الصور.

من خلال الاستفادة من البنى الهندسية الخالية من الخوادم، يمكن للمطورين نشر حلول ذكاء اصطناعي قوية وفعالة من حيث التكلفة وقادرة على التعامل مع أحمال العمل غير المتوقعة، باستخدام أدوات مثل Ultralytics لتبسيط عملية تدريب النموذج وإدارته قبل النشر.