Serverless Computing

الحوسبة بدون سربرات هي نموذج تنفيذي سحابي يمكن المطورين من بناء وتشغيل التطبيقات دون تعقيد إدارة البنية التحتية. في هذا النموذج، يدير مزود السحابة بشكل ديناميكي تخصيص وتوفير الخوادم، مما يخفي الأجهزة الأساسية وأنظمة التشغيل عن المستخدم. يتم تنفيذ الكود في حاويات بلا حالة يتم تحفيزها بأحداث محددة، مثل طلب HTTP، أو تعديل قاعدة بيانات، أو رفع ملف. يرتبط هذا النهج ارتباطاً وثيقاً باستراتيجيات الحوسبة السحابية الحديثة، حيث يسمح للمؤسسات بالدفع فقط مقابل وقت الحوسبة المستهلك، مع الالتزام التلقائي بمتطلبات قابلية التوسع عبر التوسع من الصفر إلى آلاف المثيلات بناءً على الطلب المروري.

آليات العمل بدون خادم للذكاء الاصطناعي#

في صميم الحوسبة بدون سربرات يوجد مفهوم الخدمة كبرمجية (FaaS)، حيث يتم تقسيم التطبيقات إلى وظائف فردية تؤدي مهام منفصلة. بالنسبة للممارسين في مجال التعلم الآلي (ML)، يوفر هذا مساراً مبسطاً لنشر النماذج. بدلاً من الحفاظ على خادم مخصص يظل خاملاً خلال فترات حركة المرور المنخفضة، يمكن لوظيفة بدون سربرات أن تبدأ عند الطلب لمعالجة البيانات وتتوقف فوراً بعد ذلك.

مع ذلك، فإن أحد الاعتبارات الرئيسية في هذه البنية هو "البداية الباردة" - أي زمن الوصول الناتج عند استدعاء الوظيفة للمرة الأولى أو بعد فترة من عدم النشاط. للتخفيف من ذلك، غالباً ما يستخدم المطورون بنيات خفيفة الوزن مثل YOLO26 أو تقنيات مثل تكميم النماذج لضمان أوقات تحميل سريعة، وهو أمر أساسي للحفاظ على زمن وصول الاستدلال منخفضاً.

تطبيقات العالم الحقيقي في تعلم الآلة#

تعد بنيات الحوسبة بدون سربرات فعالة بشكل خاص لسير عمل رؤية الكمبيوتر (CV) المستندة إلى الأحداث وخطوط بيانات.

• معالجة البيانات المسبقة الآلية: عندما يقوم المستخدم برفع مجموعة بيانات خام إلى خدمة تخزين مثل Amazon S3، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تشغيل وظيفة بدون سربرات لإجراء معالجة بيانات مسبقة فورية. قد تقوم الوظيفة بتغيير حجم الصور، أو تطبيع قيم وحدات البكسل، أو التحقق من صحة تنسيقات الملفات قبل أن تدخل البيانات إلى خط أنابيب بيانات التدريب، مما يضمن الاتساق دون تدخل يدوي.
• المراقبة الذكية عند الطلب: في مجال الذكاء الاصطناعي في الأمان، يمكن لمستشعر الحركة تحفيز الكاميرا لالتقاط إطار. يستدعي هذا الحدث وظيفة سحابية تستضيف نموذج اكتشاف الكائنات. يقوم النموذج بتحليل الصورة للتمييز بين حيوان غير ضار وممتلك محتمل، وإرسال تنبيه فقط عند الضرورة. هذا يقلل بشكل كبير من تكاليف النطاق الترددي والتخزين مقارنة بالتدفق المستمر.

مثال بلغة Python: معالج استدلال بدون خادم#

يوضح الكود التالي معالجاً بدون خادم مفاهيمياً. يقوم بتهيئة مثيل نموذج عالمي للاستفادة من "البدايات الدافئة" (حيث تظل الحاوية نشطة بين الطلبات) ومعالجة مسار صورة وارد.

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#

يتطلب فهم الحوسبة بدون سربرات تمييزها عن نماذج البنية التحتية الأخرى التي غالباً ما تستخدم في MLOps.

• الحوسبة بدون سربرات مقابل الحوسبة الطرفية: بينما يهدف كلاهما إلى تحسين الكفاءة، إلا أنهما يعملان في مواقع مختلفة. تعالج الحوسبة الطرفية البيانات محلياً على الجهاز (مثل كاميرا ذكية أو جهاز إنترنت الأشياء) لتقليل وقت انتقال الشبكة. تحدث الحوسبة بدون سربرات في سحابة عامة مركزية. غالباً ما تعالج الحلول الهجينة البيانات الأولية عند الطرف وترسل الحالات الشاذة المعقدة إلى وظائف سحابية بدون سربرات لإجراء تحليل الصور الطبية الأعمق أو المراجعة الجنائية.
• الحوسبة بدون سربرات مقابل Kubernetes: Kubernetes هي منصة تنسيق للحاويات تمنح المطورين تحكماً دقيقاً في بيئة الكتلة، والشبكات، والحاويات الفرعية (pods). وعلى الرغم من قوتها، إلا أنها تتطلب عبء إدوارة كبير. تعمل منصات الحوسبة بدون سربرات، مثل Google Cloud Functions أو Azure Functions، على تجريد هذا التنسيق تماماً، مما يسمح للفرق بالتركيز حصرياً على منطق البرمجة بدلاً من صحة العقد.
• الحوسبة بدون سربرات 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 الوسيط (middleware). في المقابل، تزيل الحوسبة بدون سربرات هذه المسؤوليات التشغيلية، مما يسمح للمطورين بالتركيز على المهام ذات المستوى الأعلى مثل تحسين دقة تصنيف الصور.

من خلال الاستفادة من بنيات الحوسبة بدون سربرات، يمكن للمطورين نشر حلول ذكاء اصطناعي قوية تتسم بفعالية التكلفة وقادرة على التعامل مع أعباء العمل غير المتوقعة، باستخدام أدوات مثل Ultralytics Platform لتبسيط عملية تدريب النماذج وإدارتها قبل النشر.