科技史一再证明,我们常低估未来的发展速度。正如第一台重达30吨的计算机ENIAC,或“640K内存足够”的论断,都无法预见如今远超其亿万倍算力的设备已普及到个人。
今天,我们可能正处在新的“ENIAC时刻”。训练类似GPT-4的顶尖大语言模型,因其对海量数据、庞大算力集群和巨额资金的极端要求,已成为少数科技巨头的“权力的游戏”。
然而,这或许也是一个新的“640K时刻”。未来若出现量子计算或基于多值逻辑、新材料的芯片,可能会带来计算效率的指数级提升,瓦解今天的算力与成本壁垒。
届时,大模型的训练门槛将急剧降低,个人与小团队也能负担。众多开发者将不再局限是调用模型API的应用开发,而是能利用自有数据,从零开始创造真正属于自己的“垂域大模型”。
这种转变将使开发者的焦点从“使用模型”回归到“创造模型”,并开始思考一套围绕大模型敏捷开发、版本控制和持续集成的自动化流程,从而开启大模型开发的成熟阶段。
DevOps
如果问10个工程师DevOps是什么,可能会得到11个不同的答案,说它是一套工具,是一种流程,是一种职位等等。
DevOps是一种文化哲学与方法论,其核心目标是打破开发与运维团队间的“部门墙”,实现紧密协作,从而更快、更可靠地交付高质量软件。它是理解一个软件团队如何从代码开发到产品稳定运行全过程的最佳切入点。
DevOps为何诞生
在没有DevOps的时代,开发与运维的目标天然对立:
- 开发 (Dev): 追求“快”,希望快速上线新功能。
- 运维 (Ops): 追求“稳”,希望线上服务7x24小时不宕机,抵触变更。
这种对立导致了“部门墙”,带来了交付周期长、部署频繁出错、以及开发和运维互相推诿等问题,严重阻碍了效率和创新。DevOps的诞生就是为了推倒这堵墙。
DevOps的核心实践与术语
如果说DevOps是一种文化目标,那么以下术语是实现该目标的关键技术实践:
- CI/CD(持续集成/持续交付与部署):一条自动化的代码“高速公路”,是实现DevOps自动化理念的核心技术实践。
- IaC(基础设施即代码):用代码来定义和管理服务器、网络等基础设施,极大地提升了环境一致性与自动化水平。
- 可观测性:通过统一的日志、指标和追踪数据,为团队提供透明的系统健康视图,是实现DevOps中共享与度量的关键基础。
从应用到智能的DevOps范式变迁
DevOps的演进与软件架构的变革紧密相连,可划分为三个相互关联的核心领域:Application DevOps、DataOps 和 ModelOps。它们的演进有两大核心动力驱动:
- 横轴 - 数据价值链:从左至右,价值密度不断提升。Application产生原始数据,Data将其提炼为信息,Model最终将其升华为智能。
- 纵轴 - 技术成熟度:在各自领域内,为突破瓶颈而发生的技术迭代。
- 这是一个闭环的价值飞轮:Application DevOps产生原始数据,DataOps将其提炼为高质量的训练数据,ModelOps则利用这些数据创造出智能并通过API反哺应用,最终驱动整个系统完成自我优化的闭环。
三大领域的演进路径
- Application DevOps 通过从单体架构演进到微服务,按业务能力拆分服务,解决了组织规模化的瓶颈。
- DataOps 则借鉴了类似的“按领域划分”思想,从中央数据仓库演进到数据网格,将数据所有权下放给业务团队,解决了数据服务的瓶颈。数据网格的领域划分理念,与 Application 开发中的DDD方法论高度契合,共同指向了“按照领域划分责任”的核心原则。
- ModelOps 的演进是由技术本身的范式跃迁驱动的,随着大语言模型的出现,它从服务于“预测器”的MLOps,发展出专为应对“推理引擎”独特挑战的LLMOps。
中心化与去中心化的逆转
一个值得注意的趋势是,当应用和数据领域都从中心化走向去中心化时,模型领域却恰恰相反。MLOps时代倾向于有多个分散的专用小模型,而LLMOps时代则呈现出明显的“再中心化”趋势,即依赖于一个或几个巨大的、中心化的基础模型(如GPT-4)。
Application DevOps
现代应用开发已进入云原生微服务时代,其核心实践是解决微服务架构带来的运维复杂性。
从微服务到云原生:解决不同阶段的问题
- 微服务 (Microservices):作为一种架构风格,它通过将单体应用拆分为小服务,解决了开发瓶颈,提升了团队敏捷性。但它也带来了巨大的运维噩梦。
- 云原生 (Cloud-Native):作为一套技术和方法论,它通过自动化、弹性和可扩展的方式,提供了管理这支庞大微服务“舰队”的“指挥中心”,从而解决了微服务的运维难题。
云原生微服务DevOps流程
最先进的云原生DevOps范式是GitOps,其核心思想是:以Git仓库作为管理基础设施和应用的唯一可信源。开发者通过“声明”期望状态,而非执行命令来驱动部署。
以下是GitOps流程的四个关键阶段:
- 开发与CI(持续集成)。开发者提交代码后,CI/CD流水线自动将其构建、测试并打包成一个标准化的容器镜像,然后推送到镜像仓库。构建产物从模糊的软件包转变为版本明确、环境一致的容器。
- 部署与CD(持续部署)。开发者通过修改一个专门的Git部署配置仓库中的YAML文件来“声明”应用的目标状态。这一变更通过代码审查后合并。这是从“命令式”部署到“声明式”部署的革命性转变。
- 自动化同步与编排GitOps控制器持续监控部署仓库。一旦发现Git中声明的“期望状态”与Kubernetes集群的“实际状态”不符,它会自动触发部署,使集群状态与Git中的声明保持一致。
- 运行与可观测性新版本上线后,通过可观测性平台对服务的Metrics、Logs和Traces进行全面监控。这使得团队能深入理解复杂系统的内部状态,从被动监控转变为主动观测,从而快速定位和解决未知问题。
DataOps
随着应用时代的繁荣,人类积累数据的速度倍速提升,这倒逼了大数据技术的进步。
数据仓库时代
大数据时代催生了DataOps。其早期形态是数据仓库(Data Warehousing)时代,核心精神是中心化和控制。其目标是构建一个由中央数据团队统一管理的强大数据平台(如数据仓库、数据中台),作为全公司唯一的、可信的数据来源。
传统数仓的DevOps流程
该流程的核心是将数据处理任务(Job)作为交付单元,实现自动化。
- 开发与CI(持续集成)工程师根据业务需求编写数据处理作业(如SQL、Spark代码)。提交后,CI服务器会自动编译、打包并运行单元测试,最终生成软件包。
- 测试与CD(持续部署)与应用CD不同,数据CD的关键在于数据验证。
1.软件包首先被部署到测试环境。
2.在测试环境中运行作业,并自动验证产出数据的格式、质量和核心指标是否符合预期。
3.只有通过验证,CD流水线才会更新生产环境的调度系统中的作业版本。
- 作业调度生产环境的调度系统按计划执行批处理或实时作业,在数据湖/仓平台上对数据进行分层处理,最终将清洗、加工后的数据写入数据仓库。
- 消费与运维
1.消费:最终的数据被用于生成BI报表或通过API提供服务。
2.运维:此阶段DevOps的核心是保障成千上万个数据作业(Task/Job)的成功运行和时效性。当作业失败或数据延迟时,On-Call工程师会介入排查日志,定位问题。
现代数据栈与数据网格时代
此阶段的精神内核是去中心化、自动化和产品化。它旨在打破中央数据团队的瓶颈,通过赋能离业务最近的领域团队,让他们能够快速、可靠地开发和交付可信赖的数据产品。这一理念被称为数据网格 (Data Mesh),其技术基石是现代数据栈 (Modern Data Stack)。
现代数据栈与数据网格时代的DevOps流程
下图是从“分析市场活动对销售额的影响”这个需求为牵引,来展示在数据网格时代DevOps的流程。
在此模式下,组织结构和工作流程发生根本性转变:
1.自助式数据平台(赋能者)中央团队的角色从“数据报表工厂”转变为平台构建者。他们不再直接处理业务需求,而是提供一个强大的自助式数据平台,其核心产出是能力和模板,包括:
- CI/CD模板:提供标准化的自动化测试、代码检查和部署规则,使数据管道即代码(Pipelines as Code) 成为可能。
- 统一的数据编排与治理:提供统一的数据管道编排器和联邦查询引擎,确保所有数据产品能够互联互通。
- 数据可观测性服务:监控焦点从“任务是否成功”转变为“数据本身是否可信”,主动监控数据的新鲜度、分布和模式等健康状况。
2.领域团队(生产者)领域团队(如销售、市场团队)拥有自己领域内的数据,并利用中央平台提供的工具和模板,自主地开发、测试和运维自己的“数据产品”。他们对自己的数据产品质量和交付负全责。
3.跨域消费(消费者)当需要进行跨领域分析时,消费者可以通过两种主要方式实现:
- 联邦查询:使用平台提供的查询引擎,直接用一条SQL语句跨域联合查询多个数据产品。
- 创建聚合数据产品:消费多个底层数据产品,并将它们组合成一个新的、更高阶的数据产品。
ModelOps
ModelOps的出现,旨在解决将机器学习模型从实验环境成功部署到生产环境并持续创造价值的工程化挑战。
在生成式AI兴起之前,其主流实践是MLOps,主要服务于预测式AI。
MLOps借鉴了DevOps的自动化思想,旨在将模型开发从“手工作坊”转变为标准化的“自动化生产线”,以解决模型的持续训练 (Continuous Training)和性能漂移 (Performance Drift)等核心工程挑战。
MLOps
MLOps的核心是将传统的CI/CD扩展为CI/CT/CD(持续集成/持续训练/持续部署)。
MLOps流程
1.实验与开发数据科学家进行模型探索与选型,并与工程师共同编写特征工程和模型训练代码。
2.持续集成与训练 (CI/CT) - 核心创新这是MLOps与传统DevOps最大的不同,其流水线不仅由代码变更触发,还增加了新的触发机制:
- 代码驱动:当模型算法或特征工程代码更新时触发。
- 数据驱动:当新的训练数据积累到一定量时自动触发,以保持模型“新鲜度”。
- 监控驱动:当线上模型的性能下降到预设阈值时,自动触发再训练。
3.持续部署 (CD) 当新模型被注册后,CD流水线被触发,将模型打包成API服务,并通过蓝绿/金丝雀等策略安全地部署到生产环境。
4.监控与反馈除了监控常规的服务性能,MLOps的监控焦点在于模型漂移:
- 数据漂移 (Data Drift):线上实时数据的统计分布与训练数据发生显著变化。
- 概念漂移 (Concept Drift):数据与预测目标之间的关系发生了改变。
一旦检测到严重漂移,系统将自动触发再训练流程,形成一个闭环的自优化系统。
LLMOps
LLMOps是MLOps的专门化演进分支,旨在应对生成式AI时代,以大语言模型为核心的应用所带来的全新工程挑战。当模型的核心任务从“预测”转变为“创造、推理与交互”时,传统的MLOps流程已不再适用。
LLM常见架构
理解LLMOps需先了解LLM典型架构,它围绕一个核心,并由多个增强组件构成:
- 基础模型: 核心智能引擎(如GPT-4),负责理解、推理和生成。
- 上下文与提示词工程: 管理对话历史和系统指令,是与模型沟通的“指令区”。
- 检索增强生成: 连接外部知识库,解决模型知识陈旧和缺乏私有知识的问题。
- 智能体与工具调用: 赋予模型调用API、执行代码等与外部世界交互的“手脚”。
- 感官与安全系统: 作为输入/输出的“防火墙”,负责安全审查和格式化处理。
LLMOps流程
LLMOps最大的创新在于,根据成本和是否需要重新训练模型,将CI/CD流程拆分为双轨并行体系。
1.轻量CI/CD轨道(敏捷、低成本)
- 触发源: 由Prompt、RAG知识库、Agent代码的变更触发。
- 核心动作: 流程完全不涉及GPU训练,而是通过自动化评估(Evals)来快速验证变更效果,并更新相应的组件(如Prompt模板、RAG索引)。
2.重型CI/CT轨道(战略性、高成本)
- 触发源: 仅当用于微调的数据集更新时才会触发。
结语
从应用(Application)到数据(Data),再到模型(Model),DevOps的演进展现了一条清晰的价值阶梯:
- Application DevOps:将“功能”的交付从数月缩短至数小时,实现了业务敏捷。
- DataOps:将“洞察”的提炼从手工作坊升级为自动化工厂,实现了数据民主。
- ModelOps:正将“智能”的创造从不确定的“炼丹”转变为可度量、可迭代的工程学科,以实现价值落地。
DevOps的终点并非某个工具或流程,而是对“更快、更可靠地创造价值”这一目标的无限追求。从应用到智能,这场变革仍在继续。