Инфраструктура AI-инференса в ВКР: от Arm AGI CPU до защищаемых метрик
Поддомен статьи — Cloud/DevOps + AI-инфраструктура (железо и платформы под инференс). Роль автора — архитектор ПО / SRE-инженер, который собирает вычислительный стенд под нагрузку AI-агентов.
Введение
Arm впервые за десятилетия лицензирования выпустила собственный чип — Arm AGI CPU, и первым заказчиком стала Meta. Чип заточен под инференс: выполнение облачных вычислений для AI-инструментов и агентов, которые порождают всё новые и новые параллельные задачи. Meta выступает не просто покупателем, а соразработчиком и планирует «несколько поколений» таких CPU — в одной стойке с ускорителями Nvidia и AMD.
Почему это важно для выпускника? Появляется новая архитектурная ось: не «GPU против CPU», а гетерогенный узел, где CPU держит оркестрацию, RAG-контуры и лёгкий инференс, а GPU — тяжёлые модели. И это отлично ложится в ВКР: тема становится современной, воспроизводимой в облаке и измеримой в цифрах. Ниже — как превратить новость в главы, схемы и метрики, которые комиссия примет без вопросов.
FAQ: что обычно спрашивают до начала работы
1. Есть ли смысл брать ARM-инфраструктуру, если доступа к Arm AGI CPU нет?
Да. Для ВКР ценна не покупка железа, а модель принятия решения. Сравнивайте ARM64-узлы (Ampere Altra, AWS Graviton, Yandex Cloud с ARM) с x86-64 по удельной производительности на ватт и стоимости часа. Кейс Arm × Meta даёт обоснование актуальности, а стенд можно поднять виртуально.
2. Какие метрики считать, чтобы работа не выглядела «на глазок»?
Минимум: TTFT (время до первого токена), p95/p99 латентности, пропускная способность (токенов/с), утилизация CPU/GPU, энергопотребление на узел и TCO за год. Всё это собирается через OpenTelemetry и Prometheus — и это же удобно защищать графиками.
3. Нужно ли писать собственный inference-сервер?
Нет. Достаточно корректно развернуть и настроить готовый (vLLM, Triton, llama.cpp), а вклад обосновать параметрами планировщика, батчинга, квот и политик размещения Pod'ов. Это и есть инженерная часть работы.
4. Как оформлять схемы и код?
Схемы — по ГОСТ 19.701 (обозначения) или в нотации C4/UML с расшифровкой; код — в приложения с нумерацией и ссылкой из текста. Листинги обязательно сопровождаются пояснением, что именно проверяет этот фрагмент.
Темы ВКР: три рабочие траектории
Тема 1. Сравнение ARM64 и x86-64 узлов для обслуживания LLM-инференса
- Актуальность: выход Arm AGI CPU и участие Meta показывают сдвиг дата-центров к ARM-платформам под inference-нагрузки.
- Цель: количественно сравнить два класса узлов по производительности, энергоэффективности и стоимости владения.
- Задачи: 1) обзор архитектур и моделей инференса; 2) выбор и обоснование метрик; 3) сбор стенда и замеры под одинаковой нагрузкой; 4) расчёт TCO и выводы по сценариям.
- Структура: Гл. 1 — анализ рынка, архитектур ARM64/x86-64, обзор источников; Гл. 2 — проектирование методики замеров и тестового контура; Гл. 3 — эксперименты, статистика, расчёт TCO.
Тема 2. Проектирование отказоустойчивой гетерогенной платформы инференса в Kubernetes
- Актуальность: Meta совмещает Arm CPU с ускорителями других вендоров — значит, планировщик должен уметь работать с разнородными ресурсами.
- Цель: разработать архитектуру платформы, устойчивой к отказу узла и перегрузке очереди запросов.
- Задачи: 1) анализ требований и SLO; 2) выбор компонентов и топологии; 3) реализация манифестов, квот и автоскейла; 4) стресс-тестирование и проверка деградации.
- Структура: Гл. 1 — теория оркестрации и гетерогенных вычислений; Гл. 2 — архитектура, C4-диаграммы, манифесты; Гл. 3 — тесты на отказ, замеры SLO.
Тема 3. Оценка энергоэффективности и TCO платформы для AI-агентов
- Актуальность: агентные нагрузки растут лавинообразно, а стоимость электричества становится ограничением масштабирования.
- Цель: построить модель TCO и показать сценарии, где ARM-узлы дают выигрыш.
- Задачи: 1) описать профиль нагрузки агентов; 2) построить имитационную модель; 3) проверить модель на реальных замерах; 4) дать рекомендации по конфигурации.
- Структура: Гл. 1 — анализ нагрузок и стандартов качества; Гл. 2 — модель и инструменты сбора данных; Гл. 3 — валидация, чувствительность, выводы.
Основная часть: как разложить материал по главам
Глава 1. Превращаем новость в аналитический раздел
Не пересказывайте статью — стройте контекст. Начните с контекстной C4-диаграммы: система «Платформа инференса», внешние акторы — клиентские сервисы, агентный оркестратор, поставщики моделей. Ниже — упрощённый вид контейнеров, который можно расширить в ВКР:
┌──────────────────────────┐
Клиенты ───►│ API Router / Gateway │
└────────────┬─────────────┘
│
┌──────────┴───────────┐
│ Kubernetes (control) │
└───┬──────────────┬───┘
ARM64-узлы │ │ GPU-узлы
(агенты, RAG, │ │ (тяжёлые LLM,
лёгкий инференс)▼ ▼ батч-обработка)
vLLM / llama.cpp vLLM / Triton
└── OpenTelemetry ─► Prometheus ─► Grafana
Обязательно привяжите требования к ISO/IEC 25010: производительность, надёжность, сопровождаемость. Оформление стадий проектирования удобно вести по ГОСТ 34.601 — это снимает половину замечаний нормоконтроля.
Глава 2. Реализация: манифесты и конфигурация стенда
Здесь живёт вся инженерная ценность. Покажите, как вы разводите нагрузки по типам узлов и не даёте агентам «съесть» ресурсы тяжёлой модели. Ниже — фрагмент Deployment с привязкой к архитектуре и лимитами:
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: llm-inference
spec:
replicas: 3
selector:
matchLabels: { app: llm-inference }
template:
metadata:
labels: { app: llm-inference }
spec:
nodeSelector:
kubernetes.io/arch: arm64 # узлы под лёгкий инференс и агентов
workload: inference
containers:
- name: server
image: vllm/vllm-openai:latest
args: ["--model", "Qwen2.5-7B-Instruct", "--max-num-seqs", "32"]
resources:
requests: { cpu: "4", memory: "16Gi" }
limits: { cpu: "8", memory: "32Gi" }
readinessProbe:
httpGet: { path: /health, port: 8000 }
initialDelaySeconds: 20
Отдельно опишите политику вытеснения, PodDisruptionBudget и поведение при отказе узла. Именно эти решения защищаются как «авторский вклад», а не сам факт запуска контейнера.
Глава 3. Метрики, статистика и доказательство эффекта
Собирайте телеметрию через OpenTelemetry, храните в Prometheus, визуализируйте в Grafana. Ключевой запрос для отчёта по задержкам:
# p99 времени до первого токена по моделям
histogram_quantile(
0.99,
sum(rate(vllm_time_to_first_token_seconds_bucket[5m])) by (le, model)
)
# удельная эффективность: токенов в секунду на ватт
sum(rate(vllm_tokens_generated_total[5m]))
/ sum(node_power_watts)
| Метрика | Формула / источник | Зачем в ВКР |
|---|---|---|
| TTFT, p95/p99 | гистограммы Prometheus | пользовательская задержка, привязка к SLO |
| Пропускная способность | токенов/с на узел | сравнение ARM64 и x86-64 |
| Энергоэффективность | токенов/с на ватт | обоснование выбора платформы |
| TCO за 3 года | (CapEx + OpEx) / срок службы | экономический раздел работы |
| Доступность | 1 − время простоя / общее | требование по ISO/IEC 25010 |
Статистику считайте честно: минимум 30 прогонов на конфигурацию, среднее, медиана, доверительный интервал. Одна цифра без разброса — самый частый повод для вопроса на защите.
Практические выводы: чему вы научитесь
- Проектировать гетерогенные схемы размещения нагрузки с учётом архитектуры узлов.
- Настраивать сбор телеметрии и превращать её в защищаемые метрики, а не в скриншоты.
- Считать TCO и энергоэффективность — то, что отличает инженера от пользователя облака.
- Оформлять архитектуру в C4/UML и сопровождать её текстом по ГОСТ.
- Строить эксперимент так, чтобы результат воспроизводился комиссией.
- Каждая задача из введения закрыта выводом в соответствующей главе.
- Все схемы пронумерованы, подписаны и упомянуты в тексте.
- Метрики имеют формулу, единицу измерения и источник данных.
- Листинги кода вынесены в приложения, в тексте — только ключевые фрагменты.
- Оформление соответствует ГОСТ 19.201/34.601 и требованиям кафедры.
- Список источников включает публикацию Arm и отраслевые материалы 2025–2026 гг.
- Текст проверен на заимствования, включая переводные фрагменты.
1. Пересказ новости вместо анализа. Arm AGI CPU и Meta — это повод поставить задачу, а не содержание главы. Замените реферирование на сравнение архитектур и расчёт эффекта.
2. Метрики без методики. Замер «до и после» на одном прогоне ничего не доказывает. Фиксируйте условия, прогревайте модель, повторяйте замеры и приводите разброс.
3. Игнорирование ограничений. Если стенд виртуальный, прямо укажите это в разделе «Допущения» — тогда вопрос об отсутствии реального ARM-железа снимается сам собой.
Источник: Arm’s first CPU ever will plug into Meta’s AI data centers later this year (опубликовано 2026-03-24)