AI算力平台统一监控方案：让AI算力资源透明化

当前人工智能迅速发展，技术日新月异，社会经济融合持续加速。党和国家高度重视，在新的战略会议明确提出，加快新一代人工智能发展是赢得全球科技竞争主动权的关键抓手。国家发展改革委、国资委相继部署并提出具体要求。

一、AI发展催生监控痛点需求

随着AI技术在各个行业领域的广泛渗透，从传统运维到脚本运维再到智能运维AI OPS，从医疗辅助诊断到金融风险评估，对GPU关键算力需求呈指数级增长。在参数量大的AI模型训练和实时推理任务中，需要大量的计算资源支持，众多AI应用服务以满足业务需求。但这些异构性、高并发运行特点，使得管理和监控的难度大幅提升，统一监控成为保障AI应用服务稳定运行的关键。

二、现存痛点不容忽视

（一）异构算力管理难题

目前可能存在GPU加速卡利用率不均，资源调度不平衡等问题频发。在医疗AI辅助诊断系统中，算力资源分配不均可能导致诊断延迟。例如，某三甲医院的AI影像诊断平台，在处理批量体检CT影像时，由于GPU集群负载调度机制不完善，部分急诊患者的肺部CT影像分析出现显著延迟，导致AI诊断报告生成时间从标准的3分钟延长至15分钟甚至更长时间。

（二）服务质量保障困境

在特定的高并发推理场景下，多用户同时进行服务请求，的响应延迟和吞吐量下降，对用户的体验造成显著影响。例如某地方政府的政务大厅AI智能导办机器人，在办理业务高峰期，由于AI算力的性能瓶颈，导致居民申请服务需求长时间得不到响应，民众纷纷抱怨服务效率低下。

三、统一监控解决方案

（一）数据采集方式

1.SNMP

运维监控手段中，最常用的SNMP是应用的网络管理协议，可用于采集服务器的GPU各种信息。通过在服务器上配置SNMP代理，监控系统可以定期轮询服务器，获取GPU使用率、显存使用情况、吞吐量等基本指标。

2.Agent

在服务器上安装专门的监控Agent，它可以实时收集服务器的详细信息，并将数据发送到监控中心。Agent能够深入监控服务器的内部状态。

3.脚本采集

全面支持自定义脚本进行数据采集，满足多种需求。脚本可以灵活地获取各种系统信息，如特定GPU的各核心使用率以及功耗等，同时支持自定义监控指标。例如，在政府的政务大数据分析系统中，脚本可以定期采集和分析特定政务业务系统的运行数据。

（二）集中统一纳管和监控

1.设备集中管理

将所有AI算力服务器设备纳入统一的监控平台，实现设备的集中配置、管理和维护。通过监控平台，具备堡垒机功能，能够对服务器进行操作、维护等。在一个跨地区的企业中，总部可以通过统一监控平台对各地的AI算力服务器进行集中管理。当分部的一台服务器出现故障时，总部的管理员可以通过监控平台远程处置，快速恢复业务。

1. 监控内容明细
   1. 硬件状态监控

实时监测服务器的硬件状态，包括CPU、内存、硬盘、电源等。对于GPU，重点监控其温度、风扇转速、显存使用情况等。例如，当GPU温度超过设定阈值时，系统自动发出警报。

1. 1. 系统性能监控

监控服务器的系统性能指标，如CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O、网络带宽等。通过对这些指标的分析，可以及时发现系统瓶颈，进行性能优化。例如某金融公司通过系统性能监控，发现服务器的磁盘I/O过高，导致系统响应缓慢。经过分析，管理员对磁盘进行了优化，提高了系统的性能。

1. 1. GPU关键指标监控

GPU是AI算力的核心，对其关键指标的监控尤为重要。主要包括如下监控指标：

1. GPU核心利用率：反映GPU的计算资源使用情况，过高的利用率可能导致响应速度下降。通过监控GPU的GPU核心利用率，发现部分GPU的利用率过高，及时调整了模型的训练参数，提高了训练效率。
2. 显存使用率：显存是GPU处理数据的关键资源，监控显存使用率可以避免显存泄漏和溢出问题。通过监控显存使用率，发现了显存泄漏问题，及时修复了代码，提高了软件的稳定性。
3. GPU温度：GPU在高负载运行时会产生大量热量，过高的温度会影响其性能和寿命。一家数据中心通过监控GPU的温度，安装了智能机房散热系统，当温度过高时自动增加散热功率，保障了GPU的稳定运行。
4. GPU功耗：监控GPU的功耗，有助于优化能源使用，降低运营成本。某公司通过监控GPU的功耗，调整了服务器的电源管理策略，降低了能源消耗。

四、统一监控价值总结

（一）提升故障处理效率

快速发现和定位故障，平均硬件异常10秒内捕获，服务异常1分钟内告警，减少故障对业务的影响。某金融机构通过统一监控系统，在一次硬件故障发生时，迅速定位了故障服务器，并在短时间内进行了修复，避免了交易系统的长时间中断，保障了业务的正常进行。

（二）优化资源利用

通过对资源使用情况的监控和分析，合理分配计算资源，减少资源浪费，降低运营成本。企业通过统一监控系统，发现部分AI算力服务器的资源利用率较低，将这些资源重新分配给其他需要的业务，提高了整体资源利用率，降低了运营成本。

（三）保障业务连续性

确保关键模型服务的可用性达99.99%，全年无重大中断，为企业和政府的业务提供稳定支持。某政府服务平台通过统一监控系统，保障了系统的稳定运行，在业务高峰期也能为民众提供高效的服务，提升了政府的公信力。

（四）增强安全合规性

保护企业和政府的核心数据和隐私，符合相关安全法规和标准要求。通过统一监控系统，对数据访问进行严格的权限管理和审计，符合等保3.0相关规范要求，防止了数据泄露事件的发生，保障了客户的信息安全。

统一监控解决方案为AI算力服务一体机的稳定运行提供了有力保障，帮助企业在AI时代实现高效、安全的业务发展。