Deep Learning Workflow: Difference between revisions
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{{TOC}} | |||
== Overview == | |||
딥러닝 모델의 훈련(Training)과 추론(Inference)을 위한 전체 워크플로우 및 인프라 구성 가이드. | |||
=== Summary === | |||
* | * 무엇인가? 딥러닝 모델의 데이터 준비부터 훈련, 평가, 배포까지의 전 과정 | ||
* | * 왜 필요한가? 효율적인 GPU/CPU 자원 할당과 파이프라인 자동화로 개발 생산성 향상 | ||
* 언제 사용하는가? 대규모 데이터셋을 활용한 딥러닝 모델 개발 및 서비스 배포 | |||
--- | |||
== Purpose == | |||
딥러닝 워크플로우의 핵심 단계와 각 단계별 인프라 요구사항 정의 | |||
* Goal: 데이터 과학자와 엔지니어가 효율적인 DL 파이프라인을 구축할 수 있도록 가이드 | |||
* Scope: Training 및 Inference 인프라, 하이퍼파라미터 튜닝, 모델 배포 | |||
* Non-goals: 특정 프레임워크(TensorFlow/PyTorch) 상세 튜토리얼, 데이터 수집 방법론 | |||
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== Key Concepts == | |||
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! Concept | |||
! Description | |||
! Related | |||
|- | |||
| Training | |||
| GPU에서 대규모 데이터로 모델 학습 | |||
| [[GPU Support]], [[CUDA]] | |||
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| Hyper-parameters | |||
| 모델 성능을 결정하는 설정값 (learning rate, batch size 등) | |||
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| 인간 뇌의 신경망에서 영감받은 계산 시스템 | |||
| [[Deep Learning Frameworks]] | |||
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== Architecture == | |||
=== Training Infrastructure === | |||
* GPU 컴퓨팅 리소스 (NVIDIA GPU, HBM 메모리) | |||
* 대용량 스토리지 (데이터셋 저장) | |||
* 고속 네트워킹 (분산 훈련용) | |||
=== Inference Infrastructure === | |||
* CPU 또는 GPU (성능/비용 트레이드오프) | |||
* 저지연 네트워킹 (실시간 응답) | |||
* 모델 서빙 서버 (TorchServe, TF Serving) | |||
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== Workflow == | |||
# 하이퍼파라미터 설정 (모델 아키텍처, learning rate, batch size 등) | |||
# GPU에서 딥러닝 모델 훈련 | |||
# 훈련된 가중치(Weights) 저장 | |||
# 프로덕션 애플리케이션에 최적화된 가중치로 모델 배포 | |||
# 실시간 추론 서비스 운영 | |||
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== Configuration == | |||
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# 훈련용 GPU 서버 설정 | |||
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# 추론용 CPU 서버 설정 | |||
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== Examples == | |||
=== PyTorch 훈련 루프 === | |||
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=== 모델 저장 및 로드 === | |||
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# 저장 | |||
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== Best Practices == | |||
* Training/Inference 분리: 훈련은 GPU, 추론은 CPU 또는 경량 GPU 사용 | |||
* 데이터 파이프라인: 이미지 기반 데이터는 고속 스토리지 + NVMe 권장 | |||
* 클러스터 확장성: 데이터 양 2배 증가 시 GPU 수 2배 확장 (선형 확장) | |||
* 모니터링: 훈련 손실(Loss), 정확도(Accuracy) 실시간 추적 | |||
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== Performance == | |||
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! Setting | |||
| Training Throughput | |||
| Memory Usage | |||
|- | |||
| 8x A100 (80GB) | |||
| 500K images/sec | |||
| 640GB HBM | |||
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| 4x V100 (32GB) | |||
| 300K images/sec | |||
| 128GB HBM | |||
|- | |||
| 1x A100 (80GB) + CPU Inference | |||
| 60K images/sec | |||
| 80GB + 32GB RAM | |||
|} | |||
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== Limitations == | |||
* Training 데이터 품질: 더럽고 구조화되지 않은 데이터셋은 훈련 성능 저하 | |||
* 네트워크 병목: 대규모 클러스터에서 GPU 간 통신이 병목될 수 있음 | |||
* 비용: GPU 클러스터 운영 비용이 매우 높음 | |||
* 전문성: 하이퍼파라미터 튜닝에 깊은 전문 지식 필요 | |||
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== References == | == References == | ||
* [https://ai.stackexchange.com/questions/2927/ Are both the training and inference systems required?] | |||
* [https://pytorch.org PyTorch Documentation] | |||
* [https://www.tensorflow.org TensorFlow Documentation] | |||
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== Related Pages == | |||
* [[Deep Learning Frameworks]] | |||
* [[CUDA]] | |||
* [[GPU Support]] | |||
* [[Training and Inference]] | |||
* [[NVIDIA GPU]] | |||
* [[Model Optimization]] | |||
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[[Category:AI]] | [[Category:AI]] | ||
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Revision as of 14:48, 16 July 2026
Deep Learning Workflow
Overview
딥러닝 모델의 훈련(Training)과 추론(Inference)을 위한 전체 워크플로우 및 인프라 구성 가이드.
Summary
- 무엇인가? 딥러닝 모델의 데이터 준비부터 훈련, 평가, 배포까지의 전 과정
- 왜 필요한가? 효율적인 GPU/CPU 자원 할당과 파이프라인 자동화로 개발 생산성 향상
- 언제 사용하는가? 대규모 데이터셋을 활용한 딥러닝 모델 개발 및 서비스 배포
---
Purpose
딥러닝 워크플로우의 핵심 단계와 각 단계별 인프라 요구사항 정의
- Goal: 데이터 과학자와 엔지니어가 효율적인 DL 파이프라인을 구축할 수 있도록 가이드
- Scope: Training 및 Inference 인프라, 하이퍼파라미터 튜닝, 모델 배포
- Non-goals: 특정 프레임워크(TensorFlow/PyTorch) 상세 튜토리얼, 데이터 수집 방법론
---
Key Concepts
| Concept | Description | Related |
|---|---|---|
| Training | GPU에서 대규모 데이터로 모델 학습 | GPU Support, CUDA |
| Inference | 훈련된 모델로 새로운 데이터 예측 | CPU, Deployment |
| Hyper-parameters | 모델 성능을 결정하는 설정값 (learning rate, batch size 등) | Model Optimization |
| Neural Network | 인간 뇌의 신경망에서 영감받은 계산 시스템 | Deep Learning Frameworks |
---
Architecture
Training Infrastructure
- GPU 컴퓨팅 리소스 (NVIDIA GPU, HBM 메모리)
- 대용량 스토리지 (데이터셋 저장)
- 고속 네트워킹 (분산 훈련용)
Inference Infrastructure
- CPU 또는 GPU (성능/비용 트레이드오프)
- 저지연 네트워킹 (실시간 응답)
- 모델 서빙 서버 (TorchServe, TF Serving)
---
Workflow
- 하이퍼파라미터 설정 (모델 아키텍처, learning rate, batch size 등)
- GPU에서 딥러닝 모델 훈련
- 훈련된 가중치(Weights) 저장
- 프로덕션 애플리케이션에 최적화된 가중치로 모델 배포
- 실시간 추론 서비스 운영
---
Configuration
# 훈련용 GPU 서버 설정
export CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1,2,3
export NCCL_DEBUG=INFO
# 추론용 CPU 서버 설정
export OMP_NUM_THREADS=8
export MKL_NUM_THREADS=8
---
Examples
PyTorch 훈련 루프
import torch
import torch.nn as nn
from torch.utils.data import DataLoader
model = MyModel().cuda()
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters())
for epoch in range(num_epochs):
for inputs, labels in dataloader:
inputs, labels = inputs.cuda(), labels.cuda()
optimizer.zero_grad()
outputs = model(inputs)
loss = criterion(outputs, labels)
loss.backward()
optimizer.step()
모델 저장 및 로드
# 저장
torch.save(model.state_dict(), 'model.pth')
# 로드 (추론용)
model = MyModel()
model.load_state_dict(torch.load('model.pth'))
model.eval()
---
Best Practices
- Training/Inference 분리: 훈련은 GPU, 추론은 CPU 또는 경량 GPU 사용
- 데이터 파이프라인: 이미지 기반 데이터는 고속 스토리지 + NVMe 권장
- 클러스터 확장성: 데이터 양 2배 증가 시 GPU 수 2배 확장 (선형 확장)
- 모니터링: 훈련 손실(Loss), 정확도(Accuracy) 실시간 추적
---
Performance
| Setting | Training Throughput | Memory Usage |
|---|---|---|
| 8x A100 (80GB) | 500K images/sec | 640GB HBM |
| 4x V100 (32GB) | 300K images/sec | 128GB HBM |
| 1x A100 (80GB) + CPU Inference | 60K images/sec | 80GB + 32GB RAM |
---
Limitations
- Training 데이터 품질: 더럽고 구조화되지 않은 데이터셋은 훈련 성능 저하
- 네트워크 병목: 대규모 클러스터에서 GPU 간 통신이 병목될 수 있음
- 비용: GPU 클러스터 운영 비용이 매우 높음
- 전문성: 하이퍼파라미터 튜닝에 깊은 전문 지식 필요
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References
- Are both the training and inference systems required?
- PyTorch Documentation
- TensorFlow Documentation
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Related Pages
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