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Taiwan AI Labs 成功以 Synology 堅實的儲存架構，打造 AI 創新應用給國際使用
PB 級
AI 訓練資料
3-2-1 架構
完整守護資料安全
SHA
杜絕服務中斷
感謝 Synology 協助，讓我們從容面對儲存需求的挑戰。
Taiwan AI Labs 人工智慧高速運算團隊
The Challenges
AI Labs 打造多種人工智慧應用，並積極推動台灣 AI 產業鏈
「臺灣在 AI 資料治理工具與技術創新，協助 AI 產業建立國際指標解決方案。」台灣人工智慧實驗室（Taiwan AI Labs） 於 2017 年成立，為亞洲第一個開放人工智慧研究組織，鼓勵以開放演算法、原始碼與聯合學習發展國際可信任的研發成果；AI Labs 整合台灣人才、半導體產業鏈優勢、和累積的龐大綜合健康醫療資料，推動智慧醫療健康、智慧城市（元宇宙）、人機介面等領域的人工智慧發展。
台灣人工智慧實驗室研發成果豐碩，特別是在 COVID-19 期間與政府密切合作科技防疫─包括開發「胸腔 X 光自動檢測系統」，在感染初期發現病灶提早示警，協助醫療單位以 AI 進行病毒株分析；廣為國人所知的「台灣社交距離 App」也是 AI Labs 和疾管署、行政院資安處合作開發，目前已累積超過千萬人次下載。
AI Labs 更積極推動台灣 AI 產業鏈成形，聯手政府部會和產業推動「聯合學習平台」，用共享模型取代共享資料，打破產業間因為資料隱私等限制無法共享資料的壁壘。此外 AI Labs 在智慧城市、人機介面領域也有不凡的成績，包含智慧觀光元宇宙、AI 音樂藝術生成及認知戰、新聞操作等研究，在國內皆有實績落地，在國際間更是興起熱烈討論，並屢獲權威期刊認證及刊登。
台灣人工智慧實驗室的研究持續走在世界前沿，期望集結 AI 國家隊，整合人才、資源、產業鏈，建立台灣聯合學習產業大聯盟，從公有雲與私有雲聯邦式解決方案，推廣到全世界。
AI 開發流程複雜，各階段皆須面臨嚴峻 IT 資料管理挑戰
資料是 AI 的基礎，AI 開發的流程中充斥著各種 IT 資料管理挑戰，每個階段儲存架構的目標不同，需要有強大的 IT 團隊和穩固的基礎建設支持。從 AI 的開發流程來看，自一開始資料準備階段就必須建立資料倉儲，滿足 PB 等級的巨量資料儲存需求，由於資料量會隨時間或專案數量持續增加，更考驗儲存系統的擴充彈性。
此外，依據專案性質還可能會面臨機敏資料儲存必須落地、安全性等合規條件。其次，在開始訓練模型的階段，由於大規模平行的運算， I/O 的瓶頸會轉移至從儲存設備載入資料到運算單元的過程，儲存設備必須能應付密集 I/O 需求，且持續穩定地提供服務；最後，在訓練完成後的服務部署階段，必須要能夠彈性地針對專案需求部署服務，且提供高可用的服務給客戶，同時全程確保資料的安全性。
面對複雜且多樣化的儲存需求與挑戰，AI Labs IT 團隊針對不同流程中儲存目標選配 Synology 多元產品，建構 AI-centered 的聯邦式資料儲存基礎架構。
The Solutions
AI Labs 以 Synology 打造 PB 等級水平擴充資料倉儲，儲存巨量原始資料
AI Labs 表示：「我們有些專案的資料量非常非常大，與過去完全是不同量級。」考慮到儲存系統的擴充性、穩定性、與機敏資料落地的合規需求，AI Labs 決定以本地的物件式儲存 (object storage) 作為資料倉儲的首選。 AI Labs 將多台 Synology 機架式 xs+ 系列儲存伺服器透過開源解決方案建成物件儲存叢集，提供高度可水平擴充 (scale-out) 的儲存系統，打造未來滿足數 PB 規模的資料倉儲。同時為避免人為操作失誤造成的資料遺失，透過資料複寫至另外一個儲存叢集加以保護資料。
FlashStation 提供穩定 I/O，支持 AI 模型訓練密集讀寫需求
「AI 訓練上面的 bottleneck 常發生在 I/O，傳統的硬碟架構沒有辦法負荷如此密集的 I/O。」為滿足 AI 模型訓練的高強度 I/O，AI Labs 曾諮詢過市面上許多全快閃儲存設備廠商。最後在綜合評估效能、品牌、穩定度、性價比等考量下，選用 Synology FlashStation 作為訓練 AI 模型的儲存設備。
Synology 現代化儲存適用 Kubernetes 生產環境，並透過 HA 杜絕儲存設備的單點故障
Kubernetes (K8s) 因為其開源、自動部署、擴充、管理容器化應用程式的特性，廣受使用者歡迎。AI Labs 在此便捷、穩固的基礎上，開發各式應用，服務海內外的所有使用者。針對 K8s 環境中儲存需求，AI Labs 也選購 Synology 儲存伺服器，在不同的應用情境，靈活搭配 Synology的 iSCSI / NFS / Synology-CSI 各種方案，提供穩定、高效的儲存服務。
「為了避免儲存設備的單點故障。我們曾看過不少軟體、硬體的儲存方案」。最後在管理複雜度、系統穩定、成本、效能，又必須兼容 Kubernetes 的考量下，AI Labs 採用了多點同型號儲存伺服器組成 Synology High Availability (SHA) 高可用性叢集，不僅杜絕單點故障造成服務中斷的可能，還可同時顧及 Kubernetes，提供客戶穩定的服務體驗。
「為了避免儲存設備的單點故障。我們曾看過不少軟體、硬體的儲存方案」。最後在管理複雜度、系統穩定、成本、效能，又必須兼容 Kubernetes 的考量下，AI Labs 採用了多點同型號儲存伺服器組成 Synology High Availability (SHA) 高可用性叢集，不僅杜絕單點故障造成服務中斷的可能，還可同時顧及 Kubernetes，提供客戶穩定的服務體驗。
本機、異機、與異地完整資料保護計畫，確保備份 3-2-1 架構
為進一步確保資料及服務的安全性，AI Labs 也透過 Synology 資料保護解決方案打造完整的 3-2-1 架構，以一台 SA 系列高可擴充儲存伺服器作為主要備份伺服器。透過內建的 Snapshot Replication 快照複寫功能備份至 儲存伺服器上，即使發生像是誤刪資料庫的意外，也可以快速復原。「Synology SA 系列具備高度可擴充性，可依照未來備份資料的成長再按需擴充，而 Snapshot Replication 的增量備份模式，大大降低了備份資料的增長速度，確保友善的長期儲存成本和擴充性。 」
此外，AI Labs 規劃以 Synology C2 Storage 作為異地備份方案之一，以完善備份 3-2-1 的架構。「Synology C2 擁有極佳的隱私保護，所有資料均為密文型態，可保障資料安全無虞。其優異的性價比、又有台灣據點可用。不僅大幅縮短備份時間，也同時符合我們對於隱私的高標準需求。」
「Synology 儲存設備各方面都能滿足 AI Labs 需求──提供穩定的服務、極佳的性價比、且許多管理功能都已經整合在 Web GUI，IT 管理相當直覺，可以節省團隊不少管理成本。」AI Labs 補充，「不論地端地端設備、異地備份，Synology 向來是我們儲存設備的重要夥伴。」
關於客戶
台灣人工智慧實驗室的使命，是整合人工智慧專業知識，和來自世界各地學術界以及公共和私營部門的資源，在台灣推進人工智慧，面向全世界。
