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Uso de una canalización OpenSearch de ingestión con aprendizaje automático (inferencia por lotes offline)

Las canalizaciones de OpenSearch Amazon Ingestion (OSI) admiten el procesamiento de inferencias por lotes fuera de línea con aprendizaje automático (ML) para enriquecer de manera eficiente grandes volúmenes de datos a bajo costo. Utilice la inferencia por lotes sin conexión siempre que tenga conjuntos de datos grandes que puedan procesarse de forma asíncrona. La inferencia de lotes sin conexión funciona con Amazon Bedrock y SageMaker modelos. Esta función está disponible en todos los dominios Regiones de AWS compatibles con OpenSearch Ingestion with OpenSearch Service 2.17 o más.

El procesamiento de inferencias por lotes fuera de línea aprovecha una función OpenSearch llamada ML Commons. ML Commons proporciona algoritmos de aprendizaje automático mediante llamadas a la API REST y de transporte. Estas llamadas eligen los nodos y los recursos correctos para cada solicitud de aprendizaje automático y supervisan las tareas de aprendizaje automático para garantizar el tiempo de actividad. De esta forma, ML Commons le permite aprovechar los algoritmos de aprendizaje automático de código abierto existentes y reducir el esfuerzo necesario para desarrollar nuevas funciones de aprendizaje automático. Para obtener más información sobre ML Commons, consulte Aprendizaje automático en la documentación de OpenSearch .org.

Funcionamiento

Puede crear una canalización de inferencias por lotes sin conexión en OpenSearch Ingestion añadiendo un procesador de inferencias de aprendizaje automático a una canalización. Este procesador permite que tu canalización se conecte a servicios de IA, por ejemplo, SageMaker para ejecutar trabajos de inferencia por lotes. Puede configurar su procesador para que se conecte al servicio de IA que desee a través de los conectores de IA (compatibles con batch_predict) que se ejecutan en su dominio de destino.

OpenSearch Ingestion utiliza el ml_inference procesador con ML Commons para crear trabajos de inferencia por lotes sin conexión a Internet. A continuación, ML Commons utiliza la API batch_predict, que realiza inferencias sobre conjuntos de datos de gran tamaño en un modo asíncrono sin conexión mediante un modelo implementado en servidores de modelos externos en Amazon Bedrock, Amazon, Cohere y OpenAI. SageMaker El siguiente diagrama muestra una canalización de OpenSearch ingestión que organiza varios componentes para llevar a cabo este proceso de principio a fin:

Los componentes de la canalización funcionan de la siguiente manera:

Pipeline 1 (Preparación y transformación de datos) *:

Pipeline 2 (Trigger ML batch_inference):

Canalización 3 (ingestión masiva):

Acerca del procesador ml_inference

OpenSearch Ingestion utiliza una integración especializada entre la fuente de S3 Scan y el procesador de inferencias ML para el procesamiento por lotes. El S3 Scan funciona solo en modo de metadatos para recopilar de manera eficiente la información de los archivos S3 sin leer el contenido real del archivo. El ml_inference procesador utiliza el archivo S3 URLs para coordinar con ML Commons el procesamiento por lotes. Este diseño optimiza el flujo de trabajo de inferencia por lotes al minimizar la transferencia de datos innecesaria durante la fase de escaneo. El ml_inference procesador se define mediante parámetros. A continuación se muestra un ejemplo:

processor:
    - ml_inference:
        # The endpoint URL of your OpenSearch domain
        host: "https://AWS test-offlinebatch-123456789abcdefg.us-west-2.es.amazonaws.com"
        
        # Type of inference operation:
        # - batch_predict: for batch processing
        # - predict: for real-time inference
        action_type: "batch_predict"
        
        # Remote ML model service provider (Amazon Bedrock or SageMaker)
        service_name: "bedrock"
        
        # Unique identifier for the ML model
        model_id: "AWS TestModelID123456789abcde"
        
        # S3 path where batch inference results will be stored
        output_path: "s3://amzn-s3-demo-bucket/"
      
        # Supports ISO_8601 notation strings like PT20.345S or PT15M
        # These settings control how long to keep your inputs in the processor for retry on throttling errors
        retry_time_window: "PT9M"
        
        # AWS configuration settings
        aws:
            # Región de AWS where the Lambda function is deployed
            region: "us-west-2"
            # IAM role ARN for Lambda function execution
            sts_role_arn: "arn:aws::iam::account_id:role/Admin"
        
        # Dead-letter queue settings for storing errors
        dlq:
          s3:
            region: us-west-2
            bucket: batch-inference-dlq
            key_path_prefix: bedrock-dlq
            sts_role_arn: arn:aws:iam::account_id:role/OSI-invoke-ml
            
        # Conditional expression that determines when to trigger the processor
        # In this case, only process when bucket matches "amzn-s3-demo-bucket"
        ml_when: /bucket == "amzn-s3-demo-bucket"

Mejoras en el rendimiento de ingestión mediante el procesador ml_inference

El ml_inference procesador de OpenSearch ingestión mejora significativamente el rendimiento de la ingesta de datos para las búsquedas habilitadas para ML. El procesador es ideal para casos de uso que requieren datos generados por modelos de aprendizaje automático, como la búsqueda semántica, la búsqueda multimodal, el enriquecimiento de documentos y la comprensión de consultas. En la búsqueda semántica, el procesador puede acelerar la creación e ingesta de vectores de gran volumen y alta dimensión en un orden de magnitud.

La capacidad de inferencia por lotes fuera de línea del procesador ofrece claras ventajas en comparación con la invocación de modelos en tiempo real. Si bien el procesamiento en tiempo real requiere un servidor modelo en vivo con limitaciones de capacidad, la inferencia por lotes escala dinámicamente los recursos de cómputo bajo demanda y procesa los datos en paralelo. Por ejemplo, cuando la canalización de OpenSearch ingestión recibe mil millones de solicitudes de datos de origen, crea 100 archivos S3 para la entrada de inferencias por lotes de aprendizaje automático. A continuación, el ml_inference procesador inicia un trabajo SageMaker por lotes con 100 instancias de ml.m4.xlarge Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) y completa la vectorización de mil millones de solicitudes en 14 horas, una tarea que sería prácticamente imposible de realizar en tiempo real.

Configure el procesador ml_inference para que ingiera las solicitudes de datos para una búsqueda semántica

Los siguientes procedimientos le guiarán por el proceso de instalación y configuración del ml_inference procesador de OpenSearch ingestión para procesar mil millones de solicitudes de datos con fines de búsqueda semántica mediante un modelo de incrustación de texto.

Paso 1: Cree conectores y registre modelos en OpenSearch

Para el siguiente procedimiento, utilice el batch_inference_sagemaker_connector_blueprint de ML Commons para crear un conector y un modelo en Amazon. SageMaker Si prefiere usar plantillas de integración, consulte más adelante en esta sección. OpenSearch CloudFormation (Procedimiento alternativo) Paso 1: Cree conectores y modelos mediante una plantilla de CloudFormation integración

(Procedimiento alternativo) Paso 1: Cree conectores y modelos mediante una plantilla de CloudFormation integración

Si lo prefiere, puede utilizarlos AWS CloudFormation para crear automáticamente todos los SageMaker conectores y modelos de Amazon necesarios para la inferencia de aprendizaje automático. Este enfoque simplifica la configuración mediante el uso de una plantilla preconfigurada disponible en la consola de Amazon OpenSearch Service. Para obtener más información, consulte Se utiliza CloudFormation para configurar la inferencia remota para la búsqueda semántica.

Paso 2: Cree una canalización de OpenSearch ingestión para la inferencia de lotes de ML sin conexión

Utilice el siguiente ejemplo para crear una canalización de OpenSearch ingestión para la inferencia de lotes de ML sin conexión. Para obtener más información sobre la creación de una canalización para OpenSearch Ingestion, consulte. Creación de canalizaciones OpenSearch de Amazon Ingestion

Antes de empezar

En el siguiente ejemplo, se especifica un ARN de rol de IAM para sts_role_arn el parámetro. Utilice el siguiente procedimiento para comprobar que este rol está asignado al rol de backend que tiene acceso a ml-commons en. OpenSearch

Ejemplo de creación de una canalización de ingestión para la inferencia de lotes offline de ML OpenSearch

version: '2'
extension:
  osis_configuration_metadata:
    builder_type: visual
sagemaker-batch-job-pipeline:
  source:
    s3:
      acknowledgments: true
      delete_s3_objects_on_read: false
      scan:
        buckets:
          - bucket:
              name: name
              data_selection: metadata_only
              filter:
                include_prefix:
                  - sagemaker/sagemaker_djl_batch_input
                exclude_suffix:
                  - .manifest
          - bucket:
              name: name
              data_selection: data_only
              filter:
                include_prefix:
                  - sagemaker/output/
        scheduling:
          interval: PT6M
      aws:
        region: name
      default_bucket_owner: account_ID
      codec:
        ndjson:
          include_empty_objects: false
      compression: none
      workers: '1'
  processor:
    - ml_inference:
        host: "https://search-AWStest-offlinebatch-123456789abcdef.us-west-2.es.amazonaws.com"
        aws_sigv4: true
        action_type: "batch_predict"
        service_name: "sagemaker"
        model_id: "model_ID"
        output_path: "s3://AWStest-offlinebatch/sagemaker/output"
        aws:
          region: "us-west-2"
          sts_role_arn: "arn:aws:iam::account_ID:role/Admin"
        ml_when: /bucket == "AWStest-offlinebatch"
        dlq:
          s3:
            region: us-west-2
            bucket: batch-inference-dlq
            key_path_prefix: bedrock-dlq
            sts_role_arn: arn:aws:iam::account_ID:role/OSI-invoke-ml
    - copy_values:
        entries:
          - from_key: /text
            to_key: chapter
          - from_key: /SageMakerOutput
            to_key: chapter_embedding
          - delete_entries:
            with_keys:
          - text
          - SageMakerOutput
  sink:
    - opensearch:
        hosts: ["https://search-AWStest-offlinebatch-123456789abcdef.us-west-2.es.amazonaws.com"]
        aws:
          serverless: false
          region: us-west-2
        routes:
          - ml-ingest-route
        index_type: custom
        index: test-nlp-index
  routes:
    - ml-ingest-route: /chapter != null and /title != null

Paso 3: Prepare los datos para la ingestión

Para preparar los datos para el procesamiento de inferencias por lotes de aprendizaje automático fuera de línea, prepare los datos usted mismo con sus propias herramientas o procesos o utilice el OpenSearch Data Prepper. Compruebe que los datos estén organizados en el formato correcto, ya sea mediante una canalización para consumir los datos de la fuente de datos o creando un conjunto de datos de aprendizaje automático.

El siguiente ejemplo usa el conjunto de datos MS MARCO, que incluye una colección de consultas de usuarios reales para tareas de procesamiento del lenguaje natural. El conjunto de datos está estructurado en formato JSONL, donde cada línea representa una solicitud enviada al modelo de incrustación de ML:

{"_id": "1185869", "text": ")what was the immediate impact of the Paris Peace Treaties of 1947?", "metadata": {"world war 2"}}
{"_id": "1185868", "text": "_________ justice is designed to repair the harm to victim, the community and the offender caused by the offender criminal act. question 19 options:", "metadata": {"law"}}
{"_id": "597651", "text": "what is amber", "metadata": {"nothing"}}
{"_id": "403613", "text": "is autoimmune hepatitis a bile acid synthesis disorder", "metadata": {"self immune"}}
...

Para realizar una prueba con el conjunto de datos MS MARCO, imagine un escenario en el que cree mil millones de solicitudes de entrada distribuidas en 100 archivos, cada uno con 10 millones de solicitudes. Los archivos se almacenarían en Amazon S3 con el prefijo s3://offlinebatch/sagemaker/sagemaker_djl_batch_input/. El proceso OpenSearch de ingestión escanearía estos 100 archivos simultáneamente e iniciaría un trabajo SageMaker por lotes con 100 trabajadores para su procesamiento en paralelo, lo que permitiría la vectorización y la ingestión eficientes de los mil millones de documentos en los que se encuentran. OpenSearch

En los entornos de producción, puede utilizar una canalización de OpenSearch ingestión para generar archivos S3 para la entrada de datos por lotes. La canalización admite varias fuentes de datos y funciona según un cronograma para transformar continuamente los datos de origen en archivos S3. Luego, los servidores de IA procesan automáticamente estos archivos mediante trabajos por lotes programados fuera de línea, lo que garantiza el procesamiento y la ingesta continuos de datos.

Paso 4: Supervise el trabajo de inferencia por lotes

Puede supervisar los trabajos de inferencia por lotes mediante la SageMaker consola o el. AWS CLI También puede utilizar la API Get Task para supervisar los trabajos por lotes:

GET /_plugins/_ml/tasks/_search
{
  "query": {
    "bool": {
      "filter": [
        {
          "term": {
            "state": "RUNNING"
          }
        }
      ]
    }
  },
  "_source": ["model_id", "state", "task_type", "create_time", "last_update_time"]
}

La API devuelve una lista de tareas de trabajo por lotes activas:

{
  "took": 2,
  "timed_out": false,
  "_shards": {
    "total": 5,
    "successful": 5,
    "skipped": 0,
    "failed": 0
  },
  "hits": {
    "total": {
      "value": 3,
      "relation": "eq"
    },
    "max_score": 0.0,
    "hits": [
      {
        "_index": ".plugins-ml-task",
        "_id": "nyWbv5EB_tT1A82ZCu-e",
        "_score": 0.0,
        "_source": {
          "model_id": "nyWbv5EB_tT1A82ZCu-e",
          "state": "RUNNING",
          "task_type": "BATCH_PREDICTION",
          "create_time": 1725496527958,
          "last_update_time": 1725496527958
        }
      },
      {
        "_index": ".plugins-ml-task",
        "_id": "miKbv5EB_tT1A82ZCu-f",
        "_score": 0.0,
        "_source": {
          "model_id": "miKbv5EB_tT1A82ZCu-f",
          "state": "RUNNING",
          "task_type": "BATCH_PREDICTION",
          "create_time": 1725496528123,
          "last_update_time": 1725496528123
        }
      },
      {
        "_index": ".plugins-ml-task",
        "_id": "kiLbv5EB_tT1A82ZCu-g",
        "_score": 0.0,
        "_source": {
          "model_id": "kiLbv5EB_tT1A82ZCu-g",
          "state": "RUNNING",
          "task_type": "BATCH_PREDICTION",
          "create_time": 1725496529456,
          "last_update_time": 1725496529456
        }
      }
    ]
  }
}

Paso 5: ejecuta la búsqueda

Tras supervisar el trabajo de inferencia por lotes y confirmar que se ha completado, puede ejecutar varios tipos de búsquedas de IA, incluidas las semánticas, las híbridas, las conversacionales (con RAG), las dispersas neuronales y las multimodales. Para obtener más información sobre las búsquedas de IA compatibles con el Servicio, consulte Búsqueda de OpenSearch IA.

Para buscar vectores sin procesar, utilice el tipo de knn consulta, proporcione la vector matriz como entrada y especifique el k número de resultados devueltos:

GET /my-raw-vector-index/_search
{
  "query": {
    "knn": {
      "my_vector": {
        "vector": [0.1, 0.2, 0.3],
        "k": 2
      }
    }
  }
}

Para ejecutar una búsqueda basada en la IA, utilice el tipo de neural consulta. Especifique la query_text entrada, el modelo model_id de incrustación que configuró en la canalización de OpenSearch ingestión y el k número de resultados devueltos. Para excluir las incrustaciones de los resultados de búsqueda, especifique el nombre del campo de incrustación en el parámetro: _source.excludes

GET /my-ai-search-index/_search
{
  "_source": {
    "excludes": [
      "output_embedding"
    ]
  },
  "query": {
    "neural": {
      "output_embedding": {
        "query_text": "What is AI search?",
        "model_id": "mBGzipQB2gmRjlv_dOoB",
        "k": 2
      }
    }
  }
}