MLA-C02 · LESSON 2

ML 模型和基础模型(FM)的开发24% · 3 个主题

学习 ML 和 AI 建模方法的选择,模型的训练、微调与定制,以及性能的分析与评估。

2.1选择合适的建模方法

2.1 选择适合 ML 和 AI 解决方案的建模方法。

概念

开发工作量按以下顺序增加:现成的 AI 服务(Rekognition、Comprehend 等)→ 基础模型(Bedrock、JumpStart)→ SageMaker AI 内置算法(XGBoost、线性学习器、k-means、DeepAR、BlazingText 等)→ 自有模型。根据问题类型(分类、回归、时间序列、聚类、图像、自然语言)、数据量、可解释性和费用来选择。

原理、步骤

  1. 把问题转换为 ML 任务
  2. 确认现成的 AI 服务或基础模型是否足够
  3. 表格数据的分类和回归,先从 XGBoost 等内置算法开始尝试
  4. 时间序列预测考虑 DeepAR 等,文本分类考虑 BlazingText 等
  5. 需要可解释性时选择简单的模型

工作中的示例

先用 Bedrock 基础模型的提示尝试咨询分类,只对准确度不足的类别,用带标签的数据构建自己的分类模型。

易混淆点、考试注意事项

小测验

Q1. 在 ML 专家很少的团队中,希望根据表格数据自动创建分类模型并比较候选。最恰当的方法是哪一项?

  1. 把表格数据交给 Bedrock 的基础模型进行分类
  2. 选择 JumpStart 的预训练模型,用表格数据微调
  3. 用 SageMaker Autopilot 自动尝试预处理、算法和调优
  4. 用自动模型调优搜索 XGBoost 的超参数
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正确答案:C 用 SageMaker Autopilot 自动尝试预处理、算法和调优

Autopilot 根据表格数据自动进行预处理、算法选择和调优,可以比较候选模型。【其他选项】自动模型调优不选择算法,也不做预处理。JumpStart 微调或基础模型都不是自动构建并比较候选的机制。

Q2. 希望从 Bedrock 中选择助手使用的基础模型。最恰当的做法是哪一项?

  1. 用自有问题的评估数据,通过 Bedrock 评估比较质量、延迟和费用
  2. 选择公开基准测试中得分最高的模型,在生产中确认
  3. 从最大的模型开始,费用成为问题时再换小的
  4. 在 Bedrock 的 playground 中试几个代表问题,选择印象最好的
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正确答案:A 用自有问题的评估数据,通过 Bedrock 评估比较质量、延迟和费用

FM 要用本公司任务的数据比较质量、延迟和费用来选择。可以用 Bedrock 的评估进行比较。【其他选项】公开基准测试不能说明自身用途的质量。少数尝试的印象无法复现。从大模型开始会把费用要求往后推。

参考链接

2.2模型的训练、微调和定制

2.2 训练、微调和定制 ML 和 AI 解决方案的模型。

概念

用 SageMaker 训练作业训练模型,用自动模型调优(超参数优化:贝叶斯、随机、网格、Hyperband)进行调整。用托管 Spot 训练(带检查点)降低费用,用分布式训练更快地训练大型模型。用正则化(L1、L2)、dropout 和提前停止应对过拟合。基础模型可以在 Bedrock 和 JumpStart 中进行微调、持续预训练和蒸馏。

原理、步骤

  1. 确定训练脚本和超参数的搜索范围
  2. 用自动模型调优优化目标指标
  3. 用 Spot 训练和检查点在防备中断的同时降低费用
  4. 观察过拟合的迹象(训练误差与验证误差之差)调整正则化
  5. 用 SageMaker Debugger 检测梯度消失等问题

工作中的示例

用托管 Spot 训练训练图像分类模型,每 30 分钟把检查点保存到 S3,即使被中断也能从中断处继续。

易混淆点、考试注意事项

小测验

Q1. 训练数据的准确度为 99%,但验证数据的准确度只有 70%。最恰当的对策是哪一项?

  1. 增大学习率,训练到训练数据准确度达到 100%
  2. 让模型更大更复杂,并大幅增加训练轮数
  3. 不再使用验证数据,只用训练数据的准确度评估模型
  4. 加强正则化或使用提前停止,也考虑增加训练数据
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正确答案:D 加强正则化或使用提前停止,也考虑增加训练数据

只有训练准确度高是过拟合。用正则化、dropout、提前停止和增加数据提高泛化性能。

Q2. 训练数据和验证数据的准确度都很低,都停在 60% 左右。最恰当的对策是哪一项?

  1. 增加特征或使用表达能力更强的模型,并减弱正则化
  2. 进一步加强正则化,让模型更难拟合训练数据
  3. 把验证数据混入训练数据,使准确度看起来更高
  4. 把训练数据条数减半,缩短训练时间
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正确答案:A 增加特征或使用表达能力更强的模型,并减弱正则化

两者都低是学习不足(欠拟合)。要增加模型的表达能力或特征。

参考链接

2.3分析和评估性能

2.3 分析和评估 ML 和 AI 系统的性能。

概念

分类评估使用混淆矩阵、精确率(precision)、召回率(recall)、F1、AUC-ROC,回归使用 RMSE、MAE、R²。实验跟踪使用 SageMaker 的 MLflow,接近生产的验证使用影子测试(用生产流量的副本试用新模型)。基础模型和 RAG 用 Bedrock 的评估(包括知识库评估)衡量正确性、相关性和忠实度。

原理、步骤

  1. 确定符合业务目标的评估指标
  2. 用验证数据比较训练结果,并记录在 MLflow 中
  3. 用学习曲线确认过拟合和欠拟合
  4. 用影子测试在接近生产的条件下比较
  5. 生成式 AI 使用 Bedrock 的评估或基于 LLM 的评估

工作中的示例

在欺诈检测模型中,漏报的损失很大,因此重视召回率并降低阈值,误报的增加由负责人的确认机制来吸收。

易混淆点、考试注意事项

小测验

Q1. 查看欺诈检测模型的混淆矩阵,假阴性(漏报)较多。希望不改变模型而减少漏报。最恰当的调整是哪一项?

  1. 从评估数据中去除所有漏掉的交易
  2. 把假阴性的件数重新计为正确件数
  3. 提高分类阈值,缩小判定为阳性的范围
  4. 降低分类阈值,扩大判定为阳性的范围
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正确答案:D 降低分类阈值,扩大判定为阳性的范围

降低阈值会提高召回率、减少漏报,但假阳性会增加。要根据业务成本决定。

Q2. 正在运行大量实验,已经搞不清用哪些超参数和数据得到了最佳指标。最恰当的方法是哪一项?

  1. 把各模型登记到 SageMaker Model Registry,用版本号比较
  2. 用托管 MLflow 记录每个实验的参数、指标和产物
  3. 把指标值写入训练作业的标签,用 Resource Groups 列出
  4. 把训练日志输出到 CloudWatch Logs,用 Logs Insights 检索指标
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正确答案:B 用托管 MLflow 记录每个实验的参数、指标和产物

MLflow 的实验跟踪记录参数、指标和模型,可以进行比较和复现。【其他选项】Model Registry 用于版本管理,不适合比较参数和指标。日志检索或标签无法进行结构化的实验比较。

参考链接

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