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AI 實戰 30 天:Azure Foundry 與 Vertex AI 全面探索系列 第 26

Day26:AI 模型監控與可觀測性設計

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在 AI 系統進入生產環境後,最常遇到的問題包括:

  • 模型延遲變高,但不知道是哪裡卡住
  • 模型預測結果品質下降,卻沒有即時警示
  • 雲端資源耗用暴增,找不到是哪個服務引起

這些問題的共同點,就是「缺乏可觀測性(Observability)」。

今天我們會帶你了解:

  • 什麼是 Observability,在 AI 專案中扮演什麼角色
  • 要監控哪些面向(模型、API、資源、資料)
  • Azure 與 Vertex 的可觀測性方案比較
  • 常見實作範例與最佳實踐建議

🔹 什麼是可觀測性(Observability)?

可觀測性不只是「監控」,而是一種 能夠理解系統內部狀態的能力

概念 說明
Monitoring(監控) 收集指標(如 CPU 使用率、延遲、錯誤數)
Logging(日誌) 記錄事件與錯誤詳情
Tracing(追蹤) 追蹤單次請求在系統中的完整路徑
Observability(可觀測性) 整合以上三者,讓開發者能「理解」問題根源

在 AI 系統中,可觀測性還要加上:

  • 模型效能指標(Model Metrics)
  • 資料漂移監測(Data Drift)
  • 預測品質監控(Prediction Quality)

🔹 AI 模型需要監控的 4 大面向

面向 說明 常見指標
基礎資源(Infra) VM / GPU 使用率、記憶體、磁碟、佇列長度 CPU%, GPU%, Memory%, Disk IO
服務層(Service) API 延遲、請求量、錯誤率、吞吐量 Latency, Error Rate, QPS
模型層(Model) 預測準確率、漂移、模型版本差異 Accuracy, Drift, Confidence
資料層(Data) 輸入資料分布、異常值偵測 Mean, Variance, Outlier Ratio

🔹 Azure AI Foundry 的 Observability 機制

Azure 提供完整的監控與可觀測性工具組:

🧩 1️⃣ Application Insights

  • 用於監控 API 層的延遲與錯誤率
  • 可整合 OpenTelemetry,自動追蹤模型呼叫路徑
  • 支援自訂事件與分佈式追蹤(Distributed Tracing)

📘 範例:

from opentelemetry import trace
from azure.monitor.opentelemetry import configure_azure_monitor

configure_azure_monitor(connection_string="InstrumentationKey=<your-key>")
tracer = trace.get_tracer(__name__)

with tracer.start_as_current_span("AI_Inference_Request"):
    result = model.predict(input_data)

2️⃣ Azure Monitor + Log Analytics

整合所有 VM、GPU、App Service 的指標

可查詢:

模型延遲分布

GPU 使用率趨勢

佇列壅塞情況
requests
| where cloud_RoleName == "AIModelAPI"
| summarize avg(duration), count() by bin(timestamp, 1m)

3️⃣ Model Monitoring(MLOps)

可自動追蹤模型的輸入資料分布與預測結果

檢測 Data Drift(資料漂移)與 Concept Drift(概念漂移)

可設定告警條件,例如當輸入資料分布偏離超過 ±20% 時通知開發者

實務最佳實踐建議

監控延遲與錯誤率

為每個模型 Endpoint 設定延遲閾值與錯誤率警報。

例如:90th Percentile 延遲超過 800ms 時觸發通知。

建立模型版本追蹤

每次模型更新都應保留版本紀錄。

方便對比新舊模型效能。

實作 Data Drift 偵測

定期比較輸入資料與訓練資料的統計分布。

若變化過大,需重新訓練模型。

集中化 Logging

使用 Log Analytics 或 Cloud Logging 統一收集所有服務日誌。

加上追蹤 ID(Trace ID)以便跨服務排錯。

整合儀表板(Dashboard)

將 CPU/GPU、延遲、錯誤率、Data Drift 全部可視化。

讓運維與開發團隊能在單一畫面掌握 AI 健康狀況。


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