ChatGPT 是如何支撐 10 億人對話的?基礎設施的魔法

抽象化呈現巨大數據伺服器與其上流動的數位資訊光芒
AI Summary

OpenAI 近期公開了利用分片 (Sharding) 與快取 (Caching) 技術的儲存架構,旨在穩定支援超過 10 億使用者,藉此達成數據處理效率與延遲時間的最佳化。

想像一下:全球有 10 億人同時向 ChatGPT 提出問題。這就像在一個全球規模的圖書館裡,所有人同時衝向圖書管理員要求尋找書籍。如果是普通的圖書館,瞬間就會陷入混亂而癱瘓,但 ChatGPT 卻能穩定地處理這些龐大的請求,就像流水一樣順暢。究竟是什麼樣的技術基礎,讓這種「魔法」般的回應成為可能?

近期,OpenAI 公開了為支援全球 10 億以上使用者所採用的核心工程策略。 OpenAI Habitat: 70 млн запросов/с и Rust вместо Python 這被視為基礎設施領域的里程碑式飛躍,其重要性不亞於開發新的 AI 模型。 [OpenAI: Архитектура хранилища для 1 млрд… AIKraft](https://aikraft.ru/news/rapidly-scaling-online-storage-to-serve-over-1-billion-chatgpt-users)

為什麼這很重要?

對使用者而言,「延遲時間 (Latency,從發送問題到收到回答的等待時間)」是決定服務品質的最重要因素。在 10 億人同時上線的環境下,將延遲時間維持在 100 毫秒 (0.1 秒) 以下並發揮最佳效能,是一項極度複雜的工程挑戰。 [OpenAI: Архитектура хранилища для 1 млрд… AIKraft](https://aikraft.ru/news/rapidly-scaling-online-storage-to-serve-over-1-billion-chatgpt-users) 如果沒有這種基礎設施的最佳化技術,我們可能每天都會遇到服務錯誤,或者必須無止盡地等待回應。

圖書館的比喻:分片與快取

我們透過前述的圖書館比喻,來簡單解析這項複雜的技術。

第一個核心技術是 分片 (Sharding,切割數據)。想像將巨大的圖書館書架分成數千個小區域,並在每個區域安排負責的館員。當使用者的請求傳入時,系統能立刻判斷數據位於哪個區域,並由該區館員迅速取出。由於每位館員不需要翻遍整個巨大的書架,工作負載得以分散,效率大幅提升。

第二個是 快取 (Caching,暫存儲存)。這是一種將人們經常查閱的熱門書籍或剛剛查詢過的對話內容,放在館員桌邊的策略。不需要翻閱複雜的書庫就能立刻取出,回應速度因此突飛猛進。 [OpenAI: Архитектура хранилища для 1 млрд… AIKraft](https://aikraft.ru/news/rapidly-scaling-online-storage-to-serve-over-1-billion-chatgpt-users)

現狀:發展到了什麼程度?

OpenAI 分享了其長期積累的大規模儲存架構設計方式。 OpenAI Habitat: 70 млн запросов/с и Rust вместо Python 透過持續改善數據庫管理技術,目前即使是單一數據庫伺服器系統,也已進化到能每秒處理數百萬筆查詢的驚人程度。 OpenAI Scales Single Primary PostgreSQL Instance to Millions of Queries per Second for ChatGPT - InfoQ

未來展望

今後的人工智慧服務競爭,將超越單純比拼模型智慧的階段,進入「有多少人能穩定使用該服務」的工程正面對決。本次公開的架構,展示了 AI 若要從單純的實驗走向日常必備服務,所需具備的穩固基礎。那個超越 10 億人,讓全人類能隨時隨地與 AI 自由對話的時代,正加速到來。


MindTickleBytes 的 AI 記者觀點

在耀眼的 AI 模型效能背後,融匯了這些工程師的心血與汗水。將技術延遲降至極致的最佳化,如同心臟一般,決定了我們將 AI 感受為「魔法」,還是「遲緩且令人煩躁的玩具」。

參考資料

  1. OpenAI Habitat: 70 млн запросов/с и Rust вместо Python
  2. [OpenAI: Архитектура хранилища для 1 млрд… AIKraft](https://aikraft.ru/news/rapidly-scaling-online-storage-to-serve-over-1-billion-chatgpt-users)
  3. OpenAI Scales Single Primary PostgreSQL Instance to Millions of Queries per Second for ChatGPT - InfoQ
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測試你的理解
Q1. OpenAI 為支援大規模使用者所採用的核心技術是什麼?
  • 量子加密
  • 分片與快取
  • 數據壓縮演算法
OpenAI 為了處理大規模數據,利用了將儲存空間切割的「分片 (Sharding)」以及高效管理數據的「快取 (Caching)」技術。
Q2. 公開架構的儲存技術目標之一是什麼?
  • 刪除數據
  • 維持低於 100 毫秒的延遲
  • 停止使用 GPU
透過最佳化的儲存系統,目標是維持低於 100 毫秒 (0.1 秒) 的延遲時間。
Q3. 為什麼理解 ChatGPT 的儲存技術如此重要?
  • 為了縮短 AI 的學習時間
  • 為了讓大規模使用者能同時穩定使用服務
  • 為了降低電腦硬體成本
因為這是核心基礎設施技術,能確保大量使用者同時使用時,系統依然能穩定且快速地回應。