الحوسبة بدون خادم (Serverless Computing)

Serverless computing is a cloud execution model that enables developers to build and run applications without the complexity of managing infrastructure. In this paradigm, the cloud provider dynamically manages the allocation and provisioning of servers, abstracting the underlying hardware and operating systems away from the user. Code is executed in stateless containers triggered by specific events, such as an HTTP request, a database modification, or a file upload. This approach is highly relevant to modern cloud computing strategies, as it allows organizations to pay only for the compute time consumed, automatically adhering to scalability requirements by expanding from zero to thousands of instances based on traffic demand.

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.

However, a key consideration in this architecture is the "cold start"—the latency incurred when a function is invoked for the first time or after a period of inactivity. To mitigate this, developers often use lightweight architectures like YOLO26 or techniques like model quantization to ensure rapid loading times, which is essential for maintaining low inference latency.

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.
• Serverless vs. IaaS: Infrastructure-as-a-Service (IaaS) provides virtualized computing resources over the internet, like Amazon EC2. With IaaS, the user is responsible for patching the operating system and managing middleware. In contrast, serverless computing removes these operational responsibilities, allowing developers to focus on higher-level tasks like improving image classification accuracy.

By leveraging serverless architectures, developers can deploy robust AI solutions that are cost-effective and capable of handling unpredictable workloads, utilizing tools like the Ultralytics Platform to streamline the model training and management process before deployment.