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。中央企业将其作为发挥科技创新、产业控制、安全保障作用的关键，提升至全局战略新高度。以保障人工智能的基础设施算力平台的稳定性，显得格外重要，对此催生出一系列的保障措施需求。

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。

2.  监控内容明细

2.1.  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。

2.2.  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。

2.3.  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。

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