Modell in Vertex AI bereitstellen und Vorhersagen abrufen

Nachdem Sie ein Modell in einem Ray-Cluster in Vertex AI trainiert haben, können Sie es mithilfe des folgenden Verfahrens für Onlinevorhersageanfragen bereitstellen:

Bevor Sie beginnen, sollten Sie den Überblick über Ray in Vertex AI lesen und alle erforderlichen Tools einrichten.

Bei den Schritten in diesem Abschnitt wird davon ausgegangen, dass Sie das Ray on Vertex AI SDK in einer interaktiven Python-Umgebung verwenden.

Vertex AI-Onlinevorhersage und Ray-Inferenz im Vergleich

Funktion Vertex AI-Onlinevorhersagen (empfohlen) Ray-Inferenz (Ray Serve)
Skalierbarkeit Traffic-basiertes Autoscaling (sehr skalierbar, auch für LLM-Modelle) Hohe Skalierbarkeit durch verteilte Backends und benutzerdefinierte Ressourcenverwaltung
Infrastrukturverwaltung Vollständig von Google Cloud verwaltet, weniger operativer Aufwand Erfordert mehr manuelle Einrichtung und Verwaltung Ihrer Infrastruktur oder Ihres Kubernetes-Clusters
API/Unterstützte Funktionen REST und gRPC APIs, Online- und Batchvorhersagen, Erklärungsfunktionen, Batching, Caching, Streaming REST- und gRPC-APIs, Echtzeit- und Batch-Inferenz, Modellzusammensetzung, Batchverarbeitung, Caching, Streaming
Modellformat Unterstützt verschiedene Frameworks wie TensorFlow, PyTorch, scikit-learn und XGBoost mit vordefinierten oder benutzerdefinierten Containern Unterstützt verschiedene Frameworks wie TensorFlow, PyTorch und scikit-learn.
Nutzerfreundlichkeit Einfacher einzurichten und zu verwalten, in andere Vertex AI-Funktionen eingebunden Flexibler und anpassbarer, erfordert aber fundierte Kenntnisse von Ray
Kosten Die Kosten hängen von den Maschinentypen, den Beschleunigern und der Anzahl der Replicas ab. Die Kosten hängen von Ihrer Infrastruktur ab
Spezielle Funktionen Modellüberwachung, A/B-Tests, Traffic-Splitting, Einbindung von Vertex AI Model Registry und Vertex AI Pipelines Erweiterte Modellzusammensetzung, Ensemblemodelle, benutzerdefinierte Inferenzlogik, Integration in das Ray-System

Ray on Vertex AI-Client importieren und initialisieren

Wenn Sie bereits mit Ihrem Ray on Vertex AI-Cluster verbunden sind, starten Sie den Kernel neu und führen Sie den folgenden Code aus. Die Variable runtime_env ist beim Herstellen der Verbindung erforderlich, um Befehle für Online-Vorhersagen auszuführen.

import ray
import vertexai

# The CLUSTER_RESOURCE_NAME is the one returned from vertex_ray.create_ray_cluster.
address = 'vertex_ray://{}'.format(CLUSTER_RESOURCE_NAME)

# Initialize Vertex AI to retrieve projects for downstream operations.
vertexai.init(staging_bucket=BUCKET_URI)

# Shutdown cluster and reconnect with required dependencies in the runtime_env.
ray.shutdown()

Dabei gilt:

  • CLUSTER_RESOURCE_NAME: Der vollständige Ressourcenname für den Ray in Vertex AI-Cluster, der innerhalb Ihres Projekts eindeutig sein muss.

  • BUCKET_URI ist der Cloud Storage-Bucket, in dem die Modellartefakte gespeichert werden.

Modell trainieren und in die Vertex AI Model Registry exportieren

Exportieren Sie das Vertex AI-Modell aus dem Ray-Prüfpunkt und laden Sie das Modell in die Vertex AI Model Registry hoch.

TensorFlow

import numpy as np
from ray.air import session, CheckpointConfig, ScalingConfig
from ray.air.config import RunConfig
from ray.train import SyncConfig
from ray.train.tensorflow import TensorflowCheckpoint, TensorflowTrainer
from ray import train
import tensorflow as tf

from vertex_ray.predict import tensorflow

# Required dependencies at runtime
runtime_env = {
  "pip": [
      "ray==2.33.0", # pin the Ray version to prevent it from being overwritten
      "tensorflow",
      "IPython",
      "numpy",
  ],
}

# Initialize  Ray on Vertex AI client for remote cluster connection
ray.init(address=address, runtime_env=runtime_env)

# Define a TensorFlow model.

def create_model():
  model = tf.keras.Sequential([tf.keras.layers.Dense(1, activation="linear", input_shape=(4,))])
  model.compile(optimizer="Adam", loss="mean_squared_error", metrics=["mse"])
  return model

def train_func(config):
  n = 100
  # Create a fake dataset
  # data   : X - dim = (n, 4)
  # target : Y - dim = (n, 1)
  X = np.random.normal(0, 1, size=(n, 4))
  Y = np.random.uniform(0, 1, size=(n, 1))

  strategy = tf.distribute.experimental.MultiWorkerMirroredStrategy()
  with strategy.scope():
      model = create_model()
      print(model)

  for epoch in range(config["num_epochs"]):
      model.fit(X, Y, batch_size=20)
      tf.saved_model.save(model, "temp/my_model")
      checkpoint = TensorflowCheckpoint.from_saved_model("temp/my_model")
      train.report({}, checkpoint=checkpoint)

trainer = TensorflowTrainer(
  train_func,
  train_loop_config={"num_epochs": 5},
  scaling_config=ScalingConfig(num_workers=1),
  run_config=RunConfig(
      storage_path=f'{BUCKET_URI}/ray_results/tensorflow',
      checkpoint_config=CheckpointConfig(
          num_to_keep=1  # Keep all checkpoints.
      ),
      sync_config=SyncConfig(
          sync_artifacts=True,
      ),
  ),
)

# Train the model.
result = trainer.fit()

# Register the trained model to Vertex AI Model Registry.
vertex_model = tensorflow.register_tensorflow(
  result.checkpoint,
)

sklearn

from vertex_ray.predict import sklearn
from ray.train.sklearn import SklearnCheckpoint

vertex_model = sklearn.register_sklearn(
  result.checkpoint,
)

XGBoost

from vertex_ray.predict import xgboost
from ray.train.xgboost import XGBoostTrainer

# Initialize  Ray on Vertex AI client for remote cluster connection
ray.init(address=address, runtime_env=runtime_env)

# Define a XGBoost model.
train_dataset = ray.data.from_pandas(
pd.DataFrame([{"x": x, "y": x + 1} for x in range(32)]))

run_config = RunConfig(
storage_path=f'{BUCKET_URI}/ray_results/xgboost',
checkpoint_config=CheckpointConfig(
    num_to_keep=1  # Keep all checkpoints. 
),
sync_config=SyncConfig(sync_artifacts=True),
)

trainer = XGBoostTrainer(
label_column="y",
params={"objective": "reg:squarederror"},
scaling_config=ScalingConfig(num_workers=3),
datasets={"train": train_dataset},
run_config=run_config,
)
# Train the model.
result = trainer.fit()

# Register the trained model to Vertex AI Model Registry.
vertex_model = xgboost.register_xgboost(
result.checkpoint,
)

PyTorch

  • Konvertieren Sie Ray-Prüfpunkte in ein Modell.

  • Erstellen Sie model.mar.

  • Erstellen Sie LocalModel mit model.mar.

  • Laden Sie in Vertex AI Model Registry hoch.

Modell für Onlinevorhersagen bereitstellen

Stellen Sie das Modell für den Online-Endpunkt bereit. Weitere Informationen finden Sie unter Modell auf einem Endpunkt bereitstellen.

DEPLOYED_NAME = model.display_name + "-endpoint"
TRAFFIC_SPLIT = {"0": 100}
MACHINE_TYPE = "n1-standard-4"

endpoint = vertex_model.deploy(
    deployed_model_display_name=DEPLOYED_NAME,
    traffic_split=TRAFFIC_SPLIT,
    machine_type=MACHINE_TYPE,
)

Dabei gilt:

  • Optional: DEPLOYED_NAME: Der Anzeigename des bereitgestellten Modells. Wenn beim Erstellen keine angegeben wird, wird die display_name des Modells verwendet.

  • Optional: TRAFFIC_SPLIT: Eine Zuordnung von der ID eines bereitgestellten Modells zum Prozentsatz des Traffics dieses Endpunkts, der an dieses bereitgestellte Modell weitergeleitet werden soll. Wenn die ID eines bereitgestellten Modells nicht in dieser Zuordnung aufgeführt ist, erhält es keine Zugriffe. Die Prozentwerte für den Traffic müssen zusammen 100 % ergeben. Andernfalls muss die Karte leer sein, wenn der Endpunkt derzeit keinen Traffic annehmen soll. Der Schlüssel für das bereitgestellte Modell lautet "0". Beispiel: {"0": 100}

  • Optional: MACHINE_TYPE: Bestimmen Sie die Rechenressourcen.

Vorhersageanfrage stellen

Senden Sie eine Vorhersageanfrage an den Endpunkt. Weitere Informationen finden Sie unter Onlinevorhersagen von einem benutzerdefinierten trainierten Modell abrufen.

pred_request = [
    [ 1.7076793 , 0.23412449, 0.95170785, -0.10901471],
    [-0.81881499, 0.43874669, -0.25108584, 1.75536031]
]

endpoint.predict(pred_request)

Die Ausgabe sollte in etwa so aussehen:

Prediction(predictions=[0.7891440987586975, 0.5843208432197571],
 deployed_model_id='3829557218101952512',
 model_version_id='1',
 model_resource_name='projects/123456789/locations/us-central1/models/123456789101112',
 explanations=None)

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