機(jī)器學(xué)習(xí)公有云服務(wù)中國(guó)市場(chǎng)份額第一的AI平臺(tái)華為云，到底做對(duì)了什么

機(jī)器之心原創(chuàng)

作者：張倩

從0到29%，華為云ModelArts為何走得又快又穩(wěn)？

近日，國(guó)際權(quán)威研究機(jī)構(gòu)IDC（國(guó)際數(shù)據(jù)公司）最新發(fā)布的《中國(guó)AI云服務(wù)市場(chǎng)（2020上半年）跟蹤》報(bào)告顯示，華為云一站式AI開發(fā)平臺(tái)ModelArts位居機(jī)器學(xué)習(xí)公有云服務(wù)中國(guó)市場(chǎng)份額第一位，高達(dá)29%。

報(bào)告指出：華為在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有先天的認(rèn)知優(yōu)勢(shì)，開發(fā)者對(duì)于華為的技術(shù)、產(chǎn)品、品牌有著天然的認(rèn)知和信賴。其中，華為云一站式AI開發(fā)平臺(tái)ModelArts在行業(yè)用戶中的主動(dòng)提及率非常高?？梢砸姷茫贛odelArts平臺(tái)學(xué)習(xí)AI技術(shù)已經(jīng)成為越來(lái)越多開發(fā)者的偏愛，ModelArts也正逐漸成為行業(yè)AI落地的首選。

數(shù)據(jù)來(lái)源：IDC《中國(guó)AI云服務(wù)市場(chǎng)半年度研究報(bào)告，2020H1》

眾所周知，市場(chǎng)份額是產(chǎn)品是否好用的一個(gè)忠實(shí)反應(yīng)。對(duì)于用戶來(lái)說，「好用」的標(biāo)準(zhǔn)非常簡(jiǎn)單，即你的產(chǎn)品到底有沒有解決我的問題？比如能否實(shí)現(xiàn)降本增效，產(chǎn)品是否安全可控等等。

作為一站式AI開發(fā)平臺(tái)，華為云ModelArts的用戶所關(guān)注的問題也在這一范疇之內(nèi)。具體來(lái)說，他們會(huì)關(guān)心：這個(gè)平臺(tái)上手門檻高不高？成本、效率高不高？我的數(shù)據(jù)隱私能得到保護(hù)嗎？我的模型我自己能把關(guān)嗎？

接下來(lái)，我們就從這些問題入手，看看市場(chǎng)份額第一的華為云ModelArts有沒有解決這些問題。

開發(fā)者和企業(yè)所看中的，

華為云ModelArts都滿足了嗎？

1.門檻、成本和效率

一位從傳統(tǒng)IT轉(zhuǎn)向AI軟件研發(fā)的技術(shù)總監(jiān)曾表示，在早期的研發(fā)階段，他們遇到了不少棘手的問題，比如從數(shù)據(jù)收集、處理，模型訓(xùn)練、管理到發(fā)布，AI開發(fā)基本都處于一種「鄉(xiāng)間作坊」的工作模式。這種工作方式不僅效率低下，而且不利于新人的培養(yǎng)，讓人才培訓(xùn)成本居高不下。同時(shí)，模型上線后的工作性能受物理硬件的限制，橫向擴(kuò)展耗時(shí)耗力，資源利用率也無(wú)法有效保障。

這位技術(shù)總監(jiān)提到的問題主要體現(xiàn)在門檻、成本和效率幾個(gè)方面。在門檻方面，推動(dòng)AI發(fā)展的核心四要素——算法、算力、數(shù)據(jù)和知識(shí)，每一個(gè)都存在門檻。在成本方面，傳統(tǒng)的「鄉(xiāng)間作坊」工作模式開發(fā)流程冗長(zhǎng)，涉及的人員較多，人力、物力成本居高不下；在效率方面，這種工作模式容易重復(fù)造輪子，資源復(fù)用率低。

在種種困境下，華為云ModelArts走進(jìn)了這些開發(fā)團(tuán)隊(duì)的視野。

為什么是ModelArts？

在自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域，BERT的問世是一個(gè)里程碑事件。它讓整個(gè)社區(qū)嘗到了「預(yù)訓(xùn)練」的甜頭：只需要簡(jiǎn)單的遷移策略，就能讓模型在下游任務(wù)中獲得良好的性能，使該領(lǐng)域由原來(lái)的手工調(diào)參、依靠機(jī)器學(xué)習(xí)專家的階段，進(jìn)入到大規(guī)模、可復(fù)制的大工業(yè)生產(chǎn)的階段。這一經(jīng)驗(yàn)同樣可以復(fù)制到其他領(lǐng)域，華為云ModelArts的通用預(yù)訓(xùn)練模型架構(gòu)——EI-Backbone就是這一路徑的開拓者之一。

EI-Backbone通過整合算法模型、算力、數(shù)據(jù)和知識(shí)，可以進(jìn)行模型選擇自動(dòng)設(shè)計(jì)、參數(shù)配置自動(dòng)調(diào)優(yōu)，在分鐘級(jí)內(nèi)完成模型訓(xùn)練，無(wú)需依仗專家經(jīng)驗(yàn)就能大幅提升模型精度，顯著降低AI使用門檻，縮短開發(fā)流程，提升開發(fā)性能。該架構(gòu)提供了一種「預(yù)訓(xùn)練模型+小樣本微調(diào)」的高效訓(xùn)練模式，能夠讓開發(fā)者基于行業(yè)小樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練高精度模型。這在醫(yī)療等優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)稀缺的場(chǎng)景中尤其有用。以醫(yī)療影像分割為例，過去需要成百上千例標(biāo)注數(shù)據(jù)才能進(jìn)行的訓(xùn)練，在EI-Backbone的加持下，只需要幾十例甚至十幾例標(biāo)注數(shù)據(jù)即可完成，節(jié)省標(biāo)注成本高達(dá)90%以上。

效率的提升和成本的節(jié)約還體現(xiàn)在算力方面。華為全聯(lián)接大會(huì)2020發(fā)布的最新版華為云ModelArts 3.0在集群規(guī)模、任務(wù)數(shù)量以及分布式訓(xùn)練各個(gè)環(huán)節(jié)做了針對(duì)性優(yōu)化，并支持彈性訓(xùn)練。彈性訓(xùn)練指的是華為云ModelArts提供的兩種模式：一是Turbo模式，可以充分利用空閑資源加速已有訓(xùn)練作業(yè)，訓(xùn)練速度可提升10倍以上，并且不影響模型的收斂精度；二是經(jīng)濟(jì)模式，可以通過最大化資源利用率給開發(fā)者提供極致的性價(jià)比，在大多數(shù)典型場(chǎng)景下可以提升性價(jià)比30%以上。這種降本增效的成果在實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中是非?？捎^的，無(wú)論是對(duì)AI開發(fā)者的低成本快速上手的需求，還是對(duì)行業(yè)AI智能轉(zhuǎn)型升級(jí)來(lái)說，無(wú)疑都是最合適的選擇。

2.對(duì)數(shù)據(jù)的掌控

AI模型性能的提升離不開大量的多源數(shù)據(jù)。如果企業(yè)只用自己有限、單一來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到的模型可能不夠準(zhǔn)確，或泛化性較差。在此背景下，各個(gè)數(shù)據(jù)擁有方不可避免地要進(jìn)行合作。

但與之矛盾的是，很多行業(yè)的數(shù)據(jù)涉及用戶隱私、行業(yè)機(jī)密等問題，數(shù)據(jù)擁有者不愿或不能將數(shù)據(jù)上傳至一個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行模型訓(xùn)練，從而形成了一個(gè)個(gè)的「煙囪」或「孤島」。

華為云ModelArts的用戶大多是這種類型，他們身處醫(yī)療、政務(wù)、金融等安全、隱私性要求極高的領(lǐng)域，因此必須對(duì)自己數(shù)據(jù)的流向進(jìn)行嚴(yán)格把控，做到數(shù)據(jù)不出庫(kù)。

數(shù)據(jù)不能出庫(kù)，但模型的參數(shù)可以，這就是華為云ModelArts提供的聯(lián)邦學(xué)習(xí)解決思路。在華為云ModelArts 3.0下，用戶可以各自利用本地?cái)?shù)據(jù)訓(xùn)練模型，不交換數(shù)據(jù)本身，只用加密方式交換更新的模型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)云邊協(xié)同訓(xùn)練。此外，華為云ModelArts 3.0不僅支持橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)，處理對(duì)齊的數(shù)據(jù)，還支持縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)，可以輕松處理訓(xùn)練樣本ID重疊多的數(shù)據(jù)。

對(duì)于使用華為云ModelArts實(shí)現(xiàn)行業(yè)AI落地的用戶來(lái)說，引入聯(lián)邦學(xué)習(xí)不僅解決了數(shù)據(jù)隱私問題，還節(jié)約了數(shù)據(jù)方面的成本。眾所周知，醫(yī)療、制藥等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)標(biāo)注難度非常大，需要領(lǐng)域?qū)＜业慕槿耄虼顺杀痉浅８?。通過聯(lián)邦學(xué)習(xí)，各個(gè)數(shù)據(jù)擁有方都可以在這一技術(shù)的保護(hù)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的交換，顯著降低成本。

3.對(duì)模型的掌控

模型從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)環(huán)境是一個(gè)令人揪心的過程。開發(fā)者和企業(yè)會(huì)擔(dān)心這個(gè)模型精度不夠高、性能不夠好、可解釋性差、可信度低等問題。在這些都沒弄清楚之前，沒有人敢大規(guī)模部署這款模型。

華為云ModelArts的成功之處在于，它在一定程度上緩解了這種「不透明」所帶來(lái)的顧慮，將自動(dòng)評(píng)估、診斷之后得到的模型精度、性能、可解釋性、可信度等信息展示在一塊「面板」上，讓用戶直觀地看到自己模型的基本情況。

而且，這種評(píng)估是非常精細(xì)的，僅精度方面就有準(zhǔn)確率、精確率、召回率、F1值、混淆矩陣、ROC曲線、數(shù)據(jù)敏感度分析等多項(xiàng)指標(biāo)。這些指標(biāo)可以幫助用戶進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)優(yōu)，讓用戶做到「心中有數(shù)」，放心部署。

哪些行業(yè)已經(jīng)用上了華為云ModelArts？

當(dāng)前，華為云ModelArts已經(jīng)在金融、醫(yī)療、藥物研發(fā)、自動(dòng)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在金融領(lǐng)域，華為云ModelArts已經(jīng)用于金融票據(jù)OCR識(shí)別。由于金融票據(jù)格式多樣，差別細(xì)微，需要AI專家進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的票據(jù)AI訓(xùn)練，因此業(yè)界識(shí)別準(zhǔn)確率普遍不夠精準(zhǔn)。針對(duì)票據(jù)模型開發(fā)訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)注、模型訓(xùn)練、調(diào)優(yōu)和部署上的諸多難點(diǎn)，華為云ModelArts通過數(shù)據(jù)集分類、自動(dòng)學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)等方法，讓初級(jí)AI開發(fā)者無(wú)需調(diào)參等操作，輕松操作數(shù)據(jù)標(biāo)注工具，完成部署。

在醫(yī)療領(lǐng)域，去年11月份，放射學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Radiology》發(fā)表了華為云EI創(chuàng)新孵化lab、華中科技大學(xué)電信學(xué)院、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院放射科聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的最新研究成果：運(yùn)用華為云ModelArts開發(fā)的一套基于CTA影像的腦動(dòng)脈瘤檢測(cè)算法。該算法靈敏度高達(dá)97.5%，幫助醫(yī)生臨床診斷靈敏度提升約10個(gè)百分點(diǎn)，漏診率降低了5個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)有效縮短了醫(yī)生的診斷時(shí)間。

在藥物研發(fā)領(lǐng)域，2020年，華為云EI與中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所簽署聯(lián)合創(chuàng)新合作協(xié)議，將華為自研的FedAMP算法和AutoGenome算法應(yīng)用到藥物研發(fā)的AI任務(wù)中，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)藥物水溶解性、心臟毒性和激酶活性。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所研究員蔣華良聯(lián)合華為云發(fā)布基于ModelArts平臺(tái)的藥物聯(lián)邦學(xué)習(xí)服務(wù)，以解決研發(fā)數(shù)據(jù)高壁壘、高成本以及高機(jī)密的問題。實(shí)踐證明，通過華為云EI聯(lián)邦學(xué)習(xí)訓(xùn)練后的模型，準(zhǔn)確度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法。

回顧過去的一年，華為云ModelArts在抗擊疫情方面也發(fā)揮了重要作用，其參與的聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)在2020年2月份就篩選出了五種可能有效的新冠抗病毒藥物。此外，華為云還依托AI昇騰集群服務(wù)和ModelArts推出了AI+CT醫(yī)學(xué)影像分析服務(wù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺與醫(yī)學(xué)影像分析技術(shù)對(duì)患者肺部CT多發(fā)磨玻璃密度影（GGO）以及肺實(shí)變進(jìn)行分割以及量化評(píng)價(jià)，并結(jié)合臨床信息和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，輔助醫(yī)生更高效、精準(zhǔn)地區(qū)分早期、進(jìn)展期與重癥期，助力疫情防控工作。

技術(shù)賦能行業(yè)離不開一個(gè)低門檻、高效率同時(shí)又安全、可靠的工具。華為云ModelArts這類AI開發(fā)新工具的出現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)普惠的重要條件，讓「學(xué)AI，用ModelArts」成為開發(fā)者群體的新風(fēng)尚，亦將讓行業(yè)AI落地開拓者們親手觸碰到未來(lái)。