NSTC veröffentlicht Bericht über Lehren aus der Nutzung von Cloud Computing durch den Bund zur Unterstützung der KI-Forschung und -Entwicklung

Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) haben in den letzten zehn Jahren enorme Fortschritte gemacht. Ein großer Teil dieses Fortschritts ist großen Mengen zugänglicher Datensätze und Rechenressourcen zuzuschreiben. In letzter Zeit haben viele Bundesbehörden damit begonnen, in die Nutzung kommerzieller Cloud-Computing-Ressourcen zu investieren, um die KI/ML-Forschung und -Entwicklung (F&E) voranzutreiben. Der National Science and Technology Council des Weißen Hauses (NSTC) und AI Subcommittee haben gerade einen Bericht veröffentlicht Lehren aus der föderalen Nutzung von Cloud Computing zur Unterstützung der KI-Forschung und -Entwicklung Zusammenfassung der von Bundesbehörden gewonnenen Erkenntnisse über die Nutzung von Cloud Computing zur Förderung der KI-Forschung und -Entwicklung.

Der Bericht ist aus einem anderen Bericht des Sonderausschusses für KI der Bundesregierung hervorgegangen, Empfehlungen zur Nutzung von Cloud-Computing-Ressourcen für die staatlich finanzierte Forschung und Entwicklung künstlicher Intelligenz die Empfehlungen an die Bundesregierung enthält, um die Nutzung von Cloud Computing zur Unterstützung von KI-Innovationen voranzutreiben. Auf der Grundlage dieser Empfehlungen ermöglichte das MLAI-Unterkomitee eine Reihe von Dialogen zwischen Behördenvertretern und kommerziellen Cloud-Computing-Anbietern, um dabei zu helfen, Herausforderungen und bewährte Verfahren in Cloud-Computing und Forschung und Entwicklung zu identifizieren. Die neuesten Berichte zu „Lessons Learned“ fassen die wichtigsten Erkenntnisse aus diesen Dialogen zusammen, die in Vorteile von Investitionen, Best Practices, gemeinsame Herausforderungen und Möglichkeiten für die Zukunft zusammengefasst sind. Den vollständigen Bericht des Dialogs finden Sie hier .

Vorteile der Investition 

• Bereitstellung von dauerhaftem On-Demand-Zugriff auf Spitzenfunktionen für Forscher, beschleunigtes Experimentieren und den Einsatz von KI in neuen Bereichen
• Ermöglichung der Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit von Forschungsaktivitäten und deren Ergebnis
• Helfen Sie Forschern, schnell Zugang zu spezialisierter KI-Hardware zu erhalten
• Bieten Sie Behörden Zugriff auf die neuesten und aktuellsten Rechenfunktionen

Praxisbeispiele 

• Dedizierte Verwaltungsteams. Der Aufbau dieser Fähigkeit hat Behörden mit dem erforderlichen Fachwissen und der erforderlichen Autorität ausgestattet, um den Zugriff auf Cloud-Computing-Ressourcen, -Dienste und -Plattformen zu verwalten und zu überwachen. Diese Teams haben auch Schulungen für die Benutzergemeinschaft bereitgestellt und die Angemessenheit der angeforderten Ressourcen zum Erreichen spezifischer Forschungsziele überprüft.
• Benutzerauthentifizierung. Die meisten Programme haben beschränkten Zugang zu bekannten, qualifizierten und nachweisbaren Benutzern. Viele verlangen auch eine Zwei-Faktor-Authentifizierung als Bestandteil ihrer Sicherheitsmaßnahmen. Zusammen bieten diese Maßnahmen ein grundlegendes Sicherheitsniveau und die Möglichkeit, benutzerbasierte Zugriffskontrollen zu erstellen.
• Aus-und Weiterbildung. Schulungsunterstützung und Bildungsmöglichkeiten waren von entscheidender Bedeutung, um bestehende Qualifikationslücken zu schließen, gerechte Zugangsmöglichkeiten zu fördern und Fachwissen in der Benutzerbasis aufzubauen. Die Bereitstellung dieser Ressourcen hat den unterstützten Forschern geholfen, durch die verschiedenen Cloud-Computing-Ressourcenangebote zu navigieren und spezifische Forschungsergebnisse und Anforderungen mit den richtigen Rechenarchitekturen und Softwaretools abzugleichen.
• Vorberechnete Ressourcen und Workflows. Insbesondere bei der Unterstützung interner oder auftragsbezogener Forschungsbemühungen haben vorberechnete Workflows Doppelarbeit reduziert und zugängliche Basisansätze für gemeinsame Ausgangspunkte für Analysen geschaffen.

Gemeinsame Herausforderungen

• Effiziente Benutzerberechtigung. Die Authentifizierung von Benutzern kann Engpässe im Zusammenhang mit der Überprüfung von Identitäten und der Bereitstellung von Anmeldefunktionen verursachen. Die Unterfinanzierung oder Unterbesetzung von Regierungsorganisationen kann zu Verzögerungen bei der Kontoaktivierung und der Lösung von Problemen führen, die auf allen Zugriffsebenen auftreten. Darüber hinaus verlangsamt das Fehlen einer maßgeblichen behördlichen und regierungsweiten Anleitung zu genehmigten Diensten, die variable Datenschutz- und Zugriffsüberlegungen beinhalten, die Akzeptanz und führt zu Abweichungen zwischen den Richtlinien und Verfahren der Behörden.
• Kosten. Die Kosten für Datenspeicherung und -zugriff erschweren den Zugriff mehrerer Teams auf gemeinsame Daten. Darüber hinaus werden Rechnungsstellung und Budgets durch die Variabilität der Cloud-Computing-Kosten pro Projekt und die Leichtigkeit, mit der Forscher durch die Verwendung falscher Einstellungen unbeabsichtigt Credits aufbrauchen können, noch komplizierter. Darüber hinaus erschweren variable Gebühren die Bundesbeschaffungsprozesse, ebenso wie die Unsicherheit darüber, welche Mittelkategorien zum Kauf welcher Rechenkapazitäten verwendet werden können.
• Organisation. Sicherstellen, dass die Benutzer einer bestimmten Cloud-Computing-Plattform Daten, Experimente und Ergebnisse, die für ihre Arbeit und ihre Interessen relevant sind, finden und im Auge behalten können.
• Privatsphäre und Sicherheit. Ermittlung von Möglichkeiten zum Hosten und Ermöglichen des Zugriffs auf die richtigen Arten von Daten mit angemessenen Datenschutz- und Sicherheitsvorkehrungen, vorbehaltlich Budgetüberlegungen, sich ändernder Forschungsprioritäten und der sich entwickelnden Benutzergemeinschaft, die bedient wird.
• Integration von Cloud-Diensten mit Nicht-Cloud-Ressourcen. Stellt Herausforderungen dar, wenn es darum geht, Forschern den effektiven Zugriff auf die gesamte Breite der Ressourcen der Agentur zu ermöglichen.
• Personalentwicklung. Viele Bundesangestellte sind nur begrenzt mit Cloud-Computing-Technologien vertraut, und nur wenige verfügen über eine Branchenzertifizierung für Cloud-Computing-Systeme. Diese Einschränkungen stellen sowohl die internen Forschungsbemühungen als auch die Fähigkeit in Frage, externen Forschern Anleitung und Ressourcen bereitzustellen.

Chancen mit Blick nach vorn

Zur Adressierung von Finanzierungsmodellen könnte die Bundesregierung Folgendes tun:

• Profitieren Sie besser von der Kaufkraft, die sich in den konsolidierten Bundesinvestitionen in kommerzielle Cloud-Computing-Plattformen widerspiegelt. Diese Maßnahme würde den Zugang zu den fortschrittlichsten Fähigkeiten der Cloud erleichtern und ein Mittel bieten, um mit einer gemeinsamen Stimme über die Erwartungen und Bedürfnisse der staatlich finanzierten KI-Forschungsgemeinschaft zu sprechen.
• Erstellen Sie erklärbare Modelle mit entsprechenden Kosten, um Budgetunsicherheiten besser zu bewältigen, da diese für Forscher und Programmmanager die mit Cloud Computing verbundene Kostendynamik veranschaulichen würden, insbesondere in Bezug auf Entscheidungen in Bezug auf die Trainingsparameter und -prozesse.
• Erfassen und teilen Sie Best Practices aus Agentur-Cloud-Programmen in Bezug auf die vertraglichen Vereinbarungen und Strategien zur Verwaltung von Mehrausgaben.

Um sich der angestrebten nahtlosen Multi-Cloud-Umgebung zu nähern, könnten Agenturen Folgendes tun:

• Nutzen und fördern Sie Open-Source-Technologien, die Standardmethoden zum Erstellen und Ausführen von Workloads für die Multi-Cloud-Bereitstellung (z. B. Containerisierung und Automatisierung) unterstützen können.
• Erleichtern und automatisieren Sie das Identitäts- und Zugriffsmanagement durch föderierte Systeme, die die Forschungsgemeinschaft innerhalb und außerhalb der Regierung zusammenbringen.
• Führen Sie eine Bewertung durch, um die Machbarkeit der Entwicklung eines föderierten Datennetzes zur Reduzierung von Datenbewegungen und -replikationen zu beurteilen.

Agenturen könnten durch Folgendes bei der Einführung kommerzieller Cloud-Computing-Ressourcen weiter unterstützt werden:

• Erstellung eines Portal-Kits, das eine Standardvorlage skizziert und Best Practices zur Implementierung von Portalen auf verschiedenen Ebenen vorschlägt, je nach den Anforderungen der Organisation.
• Bereitstellung eines Leitfadens für die Ressourcenauswahl, der Agenturen dabei helfen würde, die Umstände zu bestimmen, unter denen verschiedene Arten von Ressourcen am besten geeignet sind, z.
• Bieten Sie einen Leitfaden zu genehmigten Richtlinien, Verfahren, Ressourcen und Diensten in Bezug auf kommerzielle Cloud-Angebote an, soweit dies durchführbar ist, indem Sie die oben beschriebene Kaufkraft nutzen.

Schließlich erfordert die Bewältigung der Personalentwicklungsanforderungen Folgendes:

• Investitionen in Schulungsressourcen, die dem gesamten Spektrum von Endbenutzern, Forschern und technischem Personal dienen können, differenziert nach ihren Fähigkeiten, Bedürfnissen und Interessen.

• Rekrutierungs- und Bindungsstrategien, die stark nachgefragte Fähigkeiten umfassen, die Cloud Computing unterstützen, wie z. B. Cloud-Architekten, Research Computing- und Datenexperten, Research Software Engineers und Data Scientists.

Lesen Sie den vollständigen Bericht hier.