导语：AI是企业深入推进数字化和智能化转型所必须导入或采用的技术，但其过高的门槛让众多缺乏技术和人才储备的企业望而却步。第四范式从这一痛点出发，基于英特尔的至强®可扩展处理器、傲腾™ 持久内存、FGPA等产品，打造出了新一代 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统产品，可为企业提供“开箱即用”的一站式AI能力，让AI的应用更为高效和便捷。 虽然日渐成熟的人工智能（Artificial Intelligence，AI）正成为更多企业实施数字化、智能化转型的核心引擎，但不是所有企业和机构都有充足的技术积淀和专业人才来实现 AI 能力与行业需求的快速融合，他们若要跨过 AI 应用落地的门槛，普遍需要两个层面的帮助和支持：构建坚实的基础设施能力和 AI 技术储备，以及行之有效的 AI 方法论和支持。 为更好地推进 AI 与产业的融合，解决 AI 落地中存在的性能、部署及总拥有成本（Total Cost of Ownership，TCO）等问题，来自 AI 领域的“独角兽”——第四范式，创新地提出了企业智能化转型的“1+N”模式，既要致力于实现更优的 AI 应用效果，助推企业核心业务发展，也要寻求通过 AI 规模化落地，来实现 AI 价值的最大化。 基于这一理念，第四范式与英特尔公司等合作伙伴展开了紧密的创新协作。通过引入第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器、英特尔® 傲腾™ 持久内存以及基于英特尔® FGPA 的自研计算加速卡等高性能产品，第四范式打造了新一代 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统产品，以软、硬一体优化的方式，为企业提供开箱即用的一站式 AI 能力，不仅可最大程度地发挥先知平台提供的 AI 应用能力，也能够激发出高性能硬件蕴含的磅礴潜力，为企业的全方位 AI 转型提供可靠的基石。 第四范式实现的解决方案优势：• 更强性能表现：英特尔® 架构先进硬件设备的助力，让 SageOneAdvanced 企业级 AI 集成系统具备了强劲性能，与上一代 Sageonx86 服务器相比，性能提升达 4-10倍1。• 更短项目周期：整机交付的方式，让用户获得从服务器采购到网络设备安装、从软件部署到功能测试的全流程交付服务，大大缩短交付时间，获得开箱即用的 AI能力。• 更大调优空间：通过硬件升级，采用英特尔针对高性能计算和 AI 应用优化的至强® 铂金® 9200 系列处理器，引入 NUMA(Non-UniformMemoryAccessArchitecture，非一致性内存架构) 绑定，并针对应用并行度和内存利用率进行优化，SageOne Advanced企业级 AI 集成系统可进一步实现多达 4.76 倍的性能提升2 。 以 AI 促进业务发展，提升业务创新和经营效率，已开始被越来越多的企业管理者奉为数字化时代的致胜法宝。在第四范式看来， 优秀的 AI 方案既能为企业提供出色的预测、推荐效果，也能够让全面智能化给企业带来业务价值的聚变。为此，第四范式创新地提出了企业智能化转型“1+N”模式。 以某零售企业为例，利用 AI 技术提供个性化推荐能力，改善供应链效率是“1”，通过 AI 技术实现多场景下的语音识别、单据 OCR、智能客服等则是“N”。通过“1+N”式的协作，企业可以更高效地实现整体经营效率的优化。 用技术实现企业 AI 的“1+N” 第四范式“1+N”理念中的 1，更具体来说，就是以更优的 AI 效果，有效推动企业的一个或多个核心业务，以点带面，拉动整个企业的业务发展。如图一所示，这种更优的效果，源于第四范式SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统所具备的高维、实时和闭环三大优势。 传统上，机器学习专家模型的维度在数个至数千个不等，即便是一般意义上的高维模型，往往也局限在一万以下。通过 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统内置先知平台中的高维度模型算法和特征工程算法，第四范式对业务数据实施切片，巧妙地将数据“升维”, 并借助基于英特尔® 架构高性能硬件产品提供的强大算力，使方案获得远超传统模型的精准性。
图一 基于“1+N” 理念的第四范式 AI 解决方案 由事后分析转为实时决策，是 AI 应用产生业务效果的关键。为保障核心业务的实时决策能力，第四范式将自主研发的高性能内存时序数据库 RTIDB 与 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统相融合，凭借毫秒级海量特征数据供给、InfiniCache 无限缓存、特征存储介质自动分级等技术，使万亿级维度模型在百万级吞吐量下，依然可实现毫秒级响应的精准决策。相比主流的开源方案， 第四范式 AI 引擎内嵌自主研发的分布式参数服务器，设计并优化张量分片、NUMA 感知本地通信、流水线、RDMA 网络优化等特性，在稠密/稀疏场景下支持同步和异步两种训练模式，具备线上 高可用、多副本负载均衡等企业级特性，为线上预估与线下训练构建了高效的桥梁，可做到模型的秒级更新上线。 基于创新 3D Xpoint™ 存储介质的英特尔® 傲腾™ 持久内存，为 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统提供了其实时优势所需的可靠性能支撑。其非易失性特性，以及接近于 DRAM 内存的“读”性能，让 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统的数据读取性能提升高达数倍。 来自第四范式的一项测评数据显示，在某企业核心场景的海量实时业务决策中，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统的 15 个推理引擎节点，能够支撑 20 亿维特征模型进行 2 万次实时并发请求，平均响应延迟在 5ms 以内，99% 请求在 20ms 内响应，大幅提升了实时决策在核心业务场景中的性能表现和关键价值3。 而 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统具备的 AutoML、企业大数据平台兼容性、低门槛 AI 平台等核心能力，也能够帮助企业一站式地构建从数据引入、模型训练到模型上线的闭环流程。同时，还可实现自我学习、快速迭代，使 AI 应用能够紧扣企业业务的飞速变化，真正做到 AI 与业务无缝和充分的融合。 第四范式“1+N”理念中的 N，则是针对广泛的应用场景实现 AI 的规模化落地，进而提升企业整体效率。对此，第四范式给出了统一的方法论、面向 AI 的数据治理以及充沛的 AI 算力这三种支持。 面对数以千计的AI 应用场景，分别构建不同的 AI 方法无疑会事倍功半。第四范式通过建立统一的方法论来规模化“生产” AI。如图二所示，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统内置的先知平台遵循“库伯学习圈”理论，将 AI 开发分为“行为数据采集、反馈数据采集、模型训练、模型应用”四个步骤，并引导用户顺序推进 AI 的开发。
图二 基于“库伯学习圈”理论的闭环 AI 应用 同时，借助与现有企业级大数据平台之间良好的兼容性，配合先进的英特尔® 固态盘产品带来的高性能存储能力，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统也能够帮助企业获得完善的数据治理能力。它能够支持多源异构数据实时引入、离线/在线数据一致性管理、回流数据 自动标注等功能，并支持存取 PB 级甚至更大量的日志，具备支持实时存储，并形成线上数据采集和处理的闭环能力。 最后，对于 AI 规模化落地所需的强大算力，第四范式亦将其视为完整的体系架构进行构建，不仅以高性能硬件产品作为基石，更结合 AI 算法的运算架构与逻辑，针对软、硬件进行深层次优化，从而确保充沛 AI 算力的供应。 至强® 可扩展平台：强劲 AI 算力之源 企业实施全方位 AI 转型过程中，往往会面对既有 IT 基础设施改造困难等问题。为此，第四范式在全新一代的 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统中，以高性能处理器、100Gb 以太网、自研计算加速卡以及高性能存储设备为核心，融合先知机器学习平台与主流 AI 计算架构，助力企业解决这些难题。 首先，针对高维特征计算所需的高频、多核算力，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统引入了第二代英特尔® 至强® 可扩展处理器作为其核心处理引擎，其可集成 28 核心/56 线程，并可使用英特尔® 睿频加速技术 2.0 将频率调整至最高 4.4GHz。该处理器具有更为优化的内核微架构、核内互联和内存控制器技术以及独特的频率锁定技术，搭配前文提及的英特尔® 傲腾™ 持久内存，使 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统在建模、仿真、机器学习和高性能计算等一系列工作负载中都能尽显其能。 同时，为了追求更优的性能表现，SageOne Advanced 企业级 AI集成系统也可升级使用英特尔® 至强® 铂金 9200 系列处理器， 这款集成更多内核，针对高性能计算、AI 应用优化的处理器能够带来明显强化的基础算力支撑，在性能调优上也给予了用户更广阔的空间，以进一步释放其性能潜力。在实践中，用户可以采用NUMA 绑定的方式，消除处理器对远程内存的访问，实现各节点对内存访问效率的优化；用户还可以进一步引入英特尔® VTune™ 可视化性能分析器 (英特尔® VTune™ Amplifier)，寻找应用代码中制约并行度和内存利用率的“热点”，进而有的放矢地进行优化，以充分利用处理器多核多线程的能力，扩展应用的并行度并缓解内存受限的状况。 其次，针对分布式机器学习在特征工程、模型训练等过程中涉及的大量任务和数据交互过程，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统创新地采用软件定义通信协议，来避免各服务器实例间的网络 I/O 成为性能瓶颈。它配备了 100Gb 以太网，并在软件中针对协议优化配置代码，使系统可通过以太网使用远程直接内存访问（Remote Direct Memory Access，RDMA）技术，并利用高速网络来减少大批量数据传输时处理器的开销，从而更好地破解AI 开发过程中的 I/O 瓶颈问题。 此外，SageOne Advanced 企业级AI 集成系统还导入了数据定义存储的理念，可根据企业构建 AI 应用过程中的数据特性来选择更适合的存储设备。在这一过程中，英特尔® 固态盘 DC P4600 以其高吞吐量、低延迟、高服务质量和高耐用性的特性，满足了该企业级 AI 集成系统在特征处理、数据落盘时的定制化调节需求，以及 Spark 等组件在先知平台上的升级和调优需求。图三 第四范式计算加速卡-ATX800 最后，针对先知平台中耗时最多的任务，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统选择以硬件加速的方式来提升效率。第四范式基于英特尔® Arria® 10 FPGA 构建的计算加速卡 ATX800，可在无损数据压缩加速和 GBDT 训练加速两个关键过程中发挥作用，令高维特征计算过程中的 I/O 获得最高达 10 倍的加速4。
性能测试：彰显软硬一体实战优势 为验证 SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统在性能和 TCO 等方面的表现，第四范式设计了多种测试方案。 其中一项非常重要的测试，是进行全面软硬件一体优化升级后的SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统与上一代 Sage on x86 服务器进行的性能对比测试。如表一所示，测试分别设计了 2 种应用场景和 2 种机器学习模式，通过交叉组合后得到 3 个测试用例5。
表一 测试用例设计 测试结果如图四所示，与 Sage on x86 服务器相比，SageOne Advanced 企业级 AI 集成系统在各个场景和机器学习模型中的性能，均获得了非常明显的提升，提升幅度达到 4-10 倍左右6。
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