
AI 成本管理:如何用 FinOps 控制大模型支出
概览
各个行业、不同云成熟度的组织正在探索生成式人工智能(GenAI)服务,如大语言模型(LLM),以增强产品能力、提升员工效率,并为客户创造更大价值。
AI 为 FinOps 团队带来了新的挑战与机遇。其中一些挑战与采用任何新型云架构或应用模型时类似,也有一些是 AI 独有的。
和以往接触新技术一样,FinOps 团队需要学习新的术语与概念,与新的利益相关方展开协作,理解新的计费与折扣机制,从而实现成本优化。然而,AI 还带来了额外的复杂性,比如 GPU 实例的优化、特殊的数据引入需求,以及 AI 成本对更多跨职能团队带来的更广泛(且更快速)的影响。
本文旨在帮助 FinOps 团队扩展其实践,以应对基于文本的大语言模型(LLM)类 GenAI 系统所带来的成本与用量管理挑战。尽管其中部分见解也适用于更广泛的 AI/ML 系统,但本文的重点是 GenAI。
注:利用 AI 或 AI 工具来执行 FinOps 任务本身,也是一个重要且广阔的话题,但本文不做展开。
尽管 AI/ML 服务早已存在多年,但其部署在过去通常需要大量的专业知识和实施成本。近年来,随着云厂商和 AI 厂商的迅速进展,GenAI 服务的部署变得更加简单易用,推动了 GPU 硬件需求激增、可扩展云服务普及,以及对具备相关系统设计与运维能力的专业人才的需求增长。
这一易用性也让非传统团队(如产品、市场、销售与管理层)直接成为 AI 驱动的云支出的贡献者。与此同时,GPU 的稀缺性造成了基础设施市场的波动,多样的实现模式与计费结构也让 FinOps 的典型目标——如“理解使用情况与成本”和“量化业务价值”——变得更加复杂。
本文面向 FinOps 实践者,介绍 AI 的基础概念,并附有深入学习的参考资料。正如云计算领域中的许多新兴范式一样,AI 服务的采用充满机会,但也带来复杂性。AI 服务、价格模型、使用模式与架构的快速演进,需要以谨慎、渐进的方式去理解与适应。关键在于保持理性、积极应对变化,以信心与好奇心迎接这场转型——无需恐慌。
AI 服务的管理方式:哪些与云类似?
生成式 AI(GenAI)服务乍看之下似乎是一项全新技术,拥有全新的术语与概念。但对 FinOps 实践者来说,重要的是要意识到:它与其他云服务有很多相似之处,现有的 FinOps 实践也可以马上开始用于管理 GenAI 的成本与使用情况。
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基础公式仍然成立
成本 = 单价 × 使用量。FinOps 实践者依然可以通过降低单价(Rate)或减少使用资源的数量(Quantity)来控制成本。
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AI 服务出现在云账单中
云原生 AI 服务的费用会和其他云服务费用一起出现在云账单中。对于非云厂商的数据,或者 AI 专用观测系统的数据,你可能还需要额外的数据接入手段。
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服务可打标签/标记
许多云服务仍支持打标签(Tagging)来做成本分摊。对于共享环境、训练成本或基于 API 的资源,可能需要稍作调整。
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可享受承诺折扣(Commitment Discount)
许多 AI 服务组件也支持预留实例等承诺折扣,适用于你现有的费率管理流程。
AI 服务的管理方式:哪些与云不同?
当然,GenAI 服务确实也引入了不同于传统云成本管理的新挑战:
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计费方式复杂多变
许多 AI 模型和服务的计费不一致,可能存在多个版本或变体,价格变动可能非常剧烈。
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频繁出现新 SKU
云厂商经常发布新的服务 SKU,其中许多不支持原生打标签,需要借助工程工具进行打标,以便进行成本拆分和租户 TCO(总拥有成本)跟踪。
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命名体系全然不同
AI 服务的名称和类型可能与你当前 FinOps 团队管理的其他服务大不相同。
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Token 单位令人困惑
计量单位完全不同。比如,用户输入的 token 数量与实际传给 API 的压缩、语义重写后的 token 数可能差异很大,且后者才是计费的依据。关于这点可参考本白皮书中的使用追踪部分。
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AI 基础设施稀缺且服务不稳定
基于 GPU 的 AI 服务常常面临资源紧缺、服务可用性不足的问题,需要使用合同层面、编排层面、采购层面的容量管理策略。这些问题在传统云服务中并不常见,但会显著影响基础设施的价格与可用性。
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工程团队使用尚不成熟
AI 服务涉及多个动态层级,许多工程团队还缺乏系统性经验,难以持续优化成本效率。
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TCO 计算方式完全不同
AI 用例的总拥有成本(TCO)与传统软件应用有本质区别,后者通常是固定成本、目标明确;而 AI 系统往往涉及持续训练,其质量维度也成为新的关键考量因素。例如,你可能会选择更便宜的小模型来满足最低质量需求,或者必须使用最先进的大模型来达到类人水平的效果。
AI 应用的基础架构
生成式 AI 的广泛使用催生了一整套由主流云服务商提供的技术栈,以支持多种使用场景。
GenAI 类别 | GenAI 组件 | Amazon Web Services | Google Cloud | Microsoft Azure |
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基础模型运行时 | Runtime | Amazon Bedrock | Vertex AI | Azure OpenAI |
文本 / 聊天 | Amazon Bedrock | PaLM | GPT | |
代码生成 | Amazon Q Amazon Bedrock | Codey | GPT | |
图像生成 | Amazon Bedrock | Imagen | DALL·E | |
翻译 | Amazon Bedrock | Chirp | None | |
模型目录 | 商用 | Amazon SageMaker AI Amazon Bedrock Marketplace | Vertex AI Model Garden | Azure ML Foundation Models |
开源 | Amazon SageMaker AI Amazon Bedrock Marketplace | Vertex AI Model Garden | Azure ML Hugging Face | |
向量数据库 | Amazon Kendra Amazon OpenSearch Service Amazon RDS (pgvector) | Cloud SQL (pgvector) | Azure Cosmos DB、Azure Cache | |
模型部署与推理 | Amazon SageMaker AI Amazon Bedrock | Vertex AI | Azure ML | |
微调 | Amazon SageMaker AI Amazon Bedrock | Vertex AI | Azure OpenAI | |
低代码 / 无代码开发 | AWS App Studio Amazon SageMaker AI Unified Studio | Gen App Builder | Power Apps | |
代码补全 | Amazon Q Developer | Duet AI for Google Cloud | GitHub Copilot |
就像其他技术栈一样,生成式 AI 服务也可以根据不同的使用场景组合多个组件来构建。从完全自管、自建硬件到云厂商或第三方提供的全托管 AI 服务,用户可根据需求灵活选择。
服务类型 & 成本管理
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基础设施即服务(IaaS)
主要由公有云厂商提供核心基础设施服务,如 Amazon Web Services (AWS)、Google Cloud、Microsoft Azure 和 Oracle Cloud。这些服务通常包括计算实例、存储、网络和可观测性工具。此外,像 Nvidia 这样的专业厂商则专注于支持 AI 工作负载的 GPU 计算资源。
成本管理:
核心成本来自于计算时间、存储使用量和数据传输。常见的定价模式包括按量计费、GPU 容量预留、通过云市场订阅套餐等。理解使用对应的计费机制,有助于避免意外费用并确保有效追踪。
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AI 平台与托管服务
云厂商提供的托管服务可以显著简化运维复杂度,如 Amazon SageMaker 用于模型训练、Amazon Bedrock 面向 Gen AI、Azure Cognitive Services 提供 LLM 能力、Google Cloud 的 Vertex AI 适用于多种生成式 AI 场景。
成本管理:
托管服务的定价模型往往更复杂,通常基于 API 调用次数、数据处理量或训练时长等指标。这类服务虽然单价较高,但在时间和维护上的节省可抵消一部分成本。
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第三方软件/模型提供商
包括提供专业 AI 工具、预训练模型或定制解决方案的独立厂商。
成本管理:
此类服务多采用授权许可、订阅制,或营收分成模式。建议根据整体拥有成本(TCO)和预期投资回报(ROI)进行评估,以确保符合业务目标。
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基于 API 的服务
许多 AI 服务商采用按使用量计费模型,便于按照工作量进行成本拆分。随着 LLM 等先进 AI 技术的普及,定价越来越依赖如生成 token 数量、API 调用次数或处理时长等指标。
成本管理:
账单通常与具体使用单位(如 token 数、API 请求数)绑定。需要实时监控这些指标,以防预算超支并优化资源使用。由于 SKU 演进和底层定价动态变化,需加强追踪与分析。
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混合云、多云、DePIN、本地服务器或 AI PC
尽管这些部署模型带来了独特的挑战与机会,但超出了本文范围,将在未来版本中探讨。
Gen AI 用户角色画像
FinOps 实践通常涉及多个角色,包括工程、财务、管理层和采购部门。而在 Gen AI 服务中,全公司范围内更多不同部门也可能成为实际使用者。理解这些用户画像,对于制定有针对性的成本管理策略尤为关键。
由于 AI 服务相对新颖、变化迅速,且部分角色可能从未与 FinOps 团队协作或承担过成本责任,因此 FinOps 团队需要投入更多支持。
以下是你在 Gen AI 系统中可能会遇到的一些用户角色:
- 数据科学家(Data Scientists): 负责模型开发和微调,通常需要大量计算资源进行训练与评估。
- 数据工程师(Data Engineers): 构建与维护数据管道,确保训练数据的质量与可用性。
- 软件工程师(包括自动化工程师、提示工程师): 将 AI 能力集成进应用程序,构建与 API 协作的自动化流程。
- 商业分析师(Business Analysts): 利用 AI 洞察驱动业务决策,设计数据结构,提供报表和分析结果。
- DevOps 工程师: 管理基础设施,确保资源分配合理,系统性能稳定。
- 产品经理: 负责定义 AI 功能需求,监控其产品价值和性能。
- 管理层(Leadership): 制定 AI 战略目标、批准预算并设定成功标准。
- 终端用户(End Users): 通过办公软件、SaaS 平台或预测分析面板,使用 AI 生成的输出内容。
不同类型的定价模式
生成式 AI 系统可采用多种定价模式。其中有些类似于传统云服务的计费方式,有些则更接近 SaaS 模式。
模式范式 | 使用模型 | 成本模型 | 关键考量 | 示例 |
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按需 | 根据需求动态分配资源 | 按使用量计费 | 为不可预测的 AI 工作负载提供灵活性; 对于高 Token 生成量或 API 调用量的模型,需要严密监控成本; 适合批量推理或临时训练任务 | OpenAI GPT API Google Cloud AutoML AWS SageMaker 云厂商提供的 GPU 按需实例 |
保留实例 & 折扣 | 承诺长期使用 | 基于折扣价格 | 主要适用于 AI 模型训练或推理所需的 GPU 密集型资源; 适合可预测的工作负载;需提前规划和负载分析,避免资源浪费;通常可节省成本 | 合同约定、RI/SP 保留 CUD 使用 优先归属 |
预置容量 | 长期使用承诺 | 预付购买固定容量块 | 适用于对延迟敏感的应用,如实时推荐或 AI 聊天机器人; 不支持流量动态扩缩容,若使用模式与预购资源不符,可能导致低利用率 | OpenAI Scale Tier Azure OpenAI 的预置吞吐量单元(PTU) |
Spot 实例 & 批处理定价 | 批量或突发性负载,测试 / 扩缩容; 利用空闲资源 | 降低费率,但受资源可用性影响 | 适合容忍中断的任务,如模型再训练、数据集预处理; 可大幅降低非关键任务成本;需可靠的调度机制 | 批处理 突发式使用 OD/RI/Spot 混合部署 |
订阅制 | 固定访问权限 | 定期付费,通常按月或年计费 | 适用于使用稳定的平台或模型订阅服务; 预算好规划,但若使用不足易导致浪费; 通常包含高级功能 | DataRobot Enterprise AI Hugging Face Model Hub Pro IBM Watson Discovery |
分级定价 | 基于用量,按档次计费 | 根据使用量阶梯式计费 | 适合使用量增长的 AI 应用; 需准确预测使用量以控制成本; 大规模高频使用可享量大优惠 | Google Dialogflow CX Amazon Polly Azure Text Analytics API |
免费试用 & 限免模式 | 试用期或功能限制版; 通常与其他计费模式组合使用 | 基础服务免费,高级功能或高用量需付费;试用期后可能收费 | 适合在早期评估或测试 AI 服务; 试用期后若使用量增长,成本可能迅速上升; 常有用量限制,不利于大规模验证 | OpenAI GPT Playground Hugging Face 免费推理 API RunwayML Google Gemini Amazon Nova AWS Free Tier |
衡量 AI 业务
尽管 AI 的潜力已被广泛认可,但许多企业仍在将其能力转化为具体业务收益方面面临挑战。许多 FinOps 成员以及云和 AI 服务商的反馈也反映了这一问题:大家对 AI 兴致勃勃,但却不确定如何评估其在实际中的有效性,以及如何证明持续投资的合理性。
随着 AI 从实验性探索迈向广泛应用,清晰展示其投资回报(ROI)变得至关重要。为帮助企业最大化利用这项技术,一个围绕六大战略重点的框架应运而生,旨在帮助管理者有效运用 AI,并量化其商业影响。
要真正捕捉 AI 所带来的业务价值,首先必须建立一套清晰的衡量与分析框架。这需要将 AI 项目与企业的整体目标保持一致,并优先投资在那些对以下六个关键价值支柱产生最大影响的能力上:成本效率、业务韧性、用户体验、生产力、可持续性以及业务增长。
要全面理解 AI 的投资回报(ROI),就必须跳出单纯“节省成本”的视角,扩展至更广泛的业务价值驱动因素与关键指标(KPI)。这些指标可能包括:通过增强业务韧性以提升服务质量与安全性;优化用户体验以推动客户满意度与营收增长;借助更快速的创新与产品上市速度提升团队生产力;通过更高效的资源使用推动可持续发展;最终通过提高获客、转化率以及新产品/服务的开发能力实现业务增长。
通过从这六大维度对 AI 的影响进行分析与衡量,企业将更全面、准确地理解 AI 的真正价值。
管理 AI 服务
要高效管理 AI 模型成本,必须根据每个应用的具体需求与限制进行细致评估。不能为了追求“高大上”而在所有任务中使用最复杂、最昂贵的模型——这往往适得其反,导致不必要的成本浪费。
正确的做法是:为每个具体的业务场景选择最合适的模型。在选择过程中,应考虑准确率要求、可用数据情况、计算资源限制,以及业务影响的紧迫性和重要性。
通过精准匹配模型与业务需求,企业既能优化 AI 投资的成本效益,又能达成预期目标,避免过度开支。
最终,你将获得一套关于成本与业务输出之间关系的“解构视图”,如下图所示:
想象你在建一座高塔
- 如果地基不牢固(也就是数据质量差),楼层(模型)自然不稳固;
- 如果楼层结构本身不强(模型设计不合理),你就无法向上再盖更多层;
同样的逻辑适用于 AI 系统:
- 如果数据基础差,AI 模型很难输出准确结果;
- 如果模型过于复杂,超出实际需要,就像为盖小屋却造了一座摩天楼,浪费严重;
最优解是找到“恰到好处”的平衡点:既不过小导致模型效果差,也不过大导致资源浪费。
AI 成本最佳实践
最佳实践: 入门与能力建设
1. 教育与培训
首先,要让团队熟悉 FinOps 和生成式 AI 的基本概念。可以借助前两篇介绍 AI 成本的基础文章以及“云上 AI 成本基础图示”作为学习资料。这些资源有助于建立对 AI 架构角色的整体理解,以及与其使用相关的云资源类型。
接下来逐步深入,讲解不同部署方式与成本模式所带来的具体成本行为。例如,了解训练像 GPT-4 这样的大型语言模型(LLM)所产生的成本非常关键。可以利用各大云服务商(AWS、Azure、Google Cloud)和行业领先者如 OpenAI 提供的培训资源。同时,FinOps Foundation 官网也提供了关于 AI 成本管理的完整指南。
2. 利益相关方参与与 Gen AI 治理模型建设
积极邀请关键利益相关者参与,包括数据科学家、机器学习工程师、IT 团队、采购、财务、产品经理、项目与变更管理人员、云架构师等。定期召开会议,讨论使用大模型 vs 小模型所带来的成本影响,以及潜在的优化机会。与各方保持持续沟通,有助于提高 AI 成本管理的意识与效率。
3. 工具与平台建设
投入资源引入可提供 AI 使用情况、质量与成本透明度的工具。可结合软件可观测性(Observability)的理念,使用厂商中立的工具或具体云平台的推荐工具:
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云厂商工具:
- AWS:使用 Cost Explorer 查看 Bedrock 等托管 AI 服务的成本数据
- Google Cloud:使用其原生的成本管理工具
- Azure:访问 OpenAI 使用仪表盘,查看 GPT 模型的成本与使用情况
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第三方工具:
可考虑 Langfuse、Langsmith 或 OTEL 等工具,用于更细致的分析与观测。
4. 建立成本基线
通过分析历史账单和使用报告,建立 AI 相关成本的初始基线。这有助于设定切实可行的成本优化目标。例如,按项目计算每月使用生成式模型的成本,了解当前起点。还应将 AI 工作负载的使用情况与实际业务成果挂钩进行量化。
需要区分不同类别的服务:
- 如基础文本 LLM 属于“通用服务”,成本基线较低;
- 而具备类人推理能力的模型则属于“高阶工程需求”,对应不同的成本标准。
5. 建立功能基线
除了成本外,也应明确你希望从 AI 系统中获得的基础功能目标。重点在于平衡响应时间、质量、准确率和可靠性等关键指标。
评估当前正在使用或计划使用的 AI 模型功能时,尽量采用量化指标,如:
- 请求负载:平均与峰值请求量
- 服务容量:单位时间内的最大处理请求量
- 准确性:答案准确率、用户满意度、幻觉(Hallucination)比例
- 可访问性与性能指标
这样的功能评估将有助于全面理解模型表现,进而做出更合理的成本优化与模型选型决策。
最佳实践: 组织管理
1. 跨部门协作
Gen AI 服务和应用通常会跨越多个职能部门,比传统 IT 系统影响更广。因此,需要推动领导层、数据科学、工程、财务、采购、产品管理等部门之间的协作。
通过建立共享的成本认知,明确性能、准确率与成本之间的权衡,推动全面管理 AI 成本。可以定期组织工作坊或跨部门会议,对齐各方在优先事项与决策流程上的共识,避免信息孤岛,确保成本管理嵌入到日常运营流程中。
2. 治理框架建立
构建 AI 成本治理框架,确保合规性、性能基准和成本阈值的可控性。关键措施包括:
- 明确 AI 成本管理职责与角色
- 指定专人负责成本监控、预算预测、模型部署优化等任务
- 建立治理委员会或战略小组,统筹 AI 战略与成本决策,确保与组织目标一致
3. 成本责任制与 Showback 模型
推广成本责任文化,让各团队意识到自身的 AI 支出。可采用 Showback 模型(成本可视但不直接计费),按照资源、项目或部门进行成本拆解,使各方了解自身使用带来的财务影响。
Showback 是强有力的意识提升手段,有助于推动行为转变,比如减少未充分利用的资源,或迁移到更高效的部署模式。
建议定期分享详细的成本报告,包含使用模式、效率与改进空间的洞察。可使用仪表盘或分析平台,提高数据可访问性与可操作性,鼓励各方主动参与优化。
4. 预算与预测机制
在 FinOps 流程中建立反馈闭环,持续改进。例如,通过回顾历史部署中出现的成本峰值,总结经验教训,制定策略,防止重蹈覆辙。这样的机制确保 FinOps 实践与 AI 战略协同演进。
5. 培训与意识提升计划
为 GenAI 相关人员持续提供 FinOps 培训,覆盖成本驱动因素、优化技巧与治理框架等内容。帮助团队提升分析和执行成本数据的能力,使成本管理成为全员共识,而非专属团队职责。
最佳实践: 架构优化
1. 资源管理优化
充分利用自动扩缩容和 Spot 实例等功能。
例如:针对生成式模型的 API 请求量波动,设置 GPU 实例自动扩容机制;对于长期稳定任务,使用预留实例获得更低单价。
目标是保持性能的同时,降低资源浪费。
2. 数据存储优化
根据数据访问频率与生命周期选择合适的存储方案:
- 不常访问的数据(如训练集)可放入低成本冷存储(如 Amazon S3 Glacier、S3 IA、Azure Archive)
- 高频访问的数据则使用高性能 SSD 块存储
- 定期复查数据存储策略,引入生命周期管理或智能分层(Intelligent Tiering)实现存储自动优化
3. 模型优化
使用模型剪枝(pruning)、量化(quantization)、蒸馏(distillation)等手段,减少计算消耗且保持准确率。
例如:将大型模型(如 GPT-4 或 Claude)通过蒸馏技术转化为小型高效模型,以更低成本部署至生产环境。
4. 无服务器(Serverless)架构
对于请求频率低、生命周期短的 AI 应用场景(如实验性部署、小型功能模块),优先考虑 Serverless 架构,按调用付费。
- 示例平台:AWS Lambda、Azure Functions、Google Cloud Functions
- 适用于低调用量、轻量化使用、用户故事验证阶段,减少前期投资与运维负担
5. 推理阶段(Inference)优化策略
针对对延迟敏感或高吞吐的应用场景,优化推理流程尤为重要:
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多样化选择实例类型:
对于硬件加速推理,可使用 AWS Inferentia 或 Google TPU;但需注意这些并不支持 CUDA,如果使用 CUDA 框架训练的模型,则需转换至 TensorFlow、PyTorch 或 ONNX 等兼容格式;
若模型重度依赖 NVIDIA CUDA 库,建议继续使用支持 CUDA 的 NVIDIA GPU。 -
边缘推理(Edge AI):
对实时性要求高的应用(如聊天机器人、实时分析)建议部署到边缘节点,降低延迟。
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批量推理(Batch Inference):
对非实时应用(如批量预测或周期性数据处理),通过批处理方式大幅降低单次调用成本。
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使用推理优化框架:
推荐使用 GGUF、ONNX、OpenVINO、TensorRT 等推理优化框架,提高在不同硬件上的性能表现,提升资源利用率并维持模型精度。
最佳实践: 使用
虽然架构优化主要关注 AI 部署的基础设施,而成本优化策略侧重于成本规划与预测,但使用层面的最佳实践则更偏向于实时管理 AI 资源的使用情况。目标是监控、控制和优化使用行为,以确保资源利用高效,避免浪费,并让资源使用真正服务于业务目标。
1. 监控使用模式
定期监控 AI 资源的使用情况,有助于识别效率低下或空置资源。AI 工作负载(特别是基于 GPU 的任务)使用模式常常难以预测,可能造成资源闲置。
例如:
- 如果 GPU 实例在某些时段(如非高峰期)未被使用,应关闭或重新分配给其他任务。可以使用标签识别这些实例并自动关机。
- 如果推理请求在特定时间段激增,需调整自动扩缩策略,在满足需求的同时避免过度预留。
可用工具:原生监控工具如 AWS CloudWatch、Google Cloud Monitoring、Azure Monitor,或第三方工具如 Langsmith 提供 AI 使用的可视化分析。
2. 标签(Tagging)策略
制定良好的标签策略对于组织和跟踪 AI 资源使用至关重要。虽然标签常用于成本归集,但在这里,更重要的是为资源使用行为提供可见性。
例如:
- 将模型训练资源与推理资源使用不同的标签。
- 使用环境标签(如 “开发”、“测试”、“生产”)来识别资源在哪些环境中成本更高。
示例标签表:
标签键(Tag Key) | 标签值(Tag Value) |
---|---|
Project | AI_Model_Training / Generative_Text_Inference / Customer_Chatbot |
Environment | Development / Testing / Production |
Workload | Model_Training / Model_Inference / Batch_Inference |
Team | Data_Science / DevOps / ML_Engineering |
CostCenter | AI_Research / Marketing_AI / Product_AI |
UsageType | GPU_Training / API_Inference / Data_Preprocessing |
Purpose | Experimentation / RealTime_Inference / Batch_Processing |
Criticality | High / Medium / Low |
ShutdownEligible | True / False |
良好的标签体系可以带来清晰的资源使用视图,帮助团队做出如缩容或关停未使用资源的决策。
3. 实例规格调整(Rightsizing)
持续评估 AI 工作负载所使用的实例类型与规格是否匹配需求。
例如:
- 推理任务若不需要高性能 GPU,可使用小规格实例。
- 对于不需要 GPU 加速的轻量模型或实验性任务,可使用 CPU 实例。
- 定期分析资源使用指标,依据真实使用情况调整实例类型。
此类做法可避免常见的资源配置过剩或利用率过低问题。
4. 设置使用上限、节流机制与异常检测
为防止资源使用失控和不必要的成本支出,应结合使用限制(usage limits)、配额(quotas)、节流(throttling)以及异常检测(anomaly detection)机制。
使用上限与配额:
- 限制 LLM 模型的 API 调用数量,避免过度 Token 消耗。
- 设置 GPU 使用配额,确保每个团队不会超出预算。
节流控制:
- 在业务高峰期通过限流来降低开销,优先保障关键任务。
- 非关键或实验性工作负载可实施速率限制。
异常检测与告警:
- 设置告警规则,监控 GPU 小时数、API 调用次数的异常增长。
- 将实际使用量与历史基线对比,快速识别是否存在“跑飞训练任务”、“异常 Token 激增”等问题。
可用工具:
- AWS Cost Anomaly Detection
- Google Cloud Anomaly Detection
- 第三方监控工具
这些策略可确保资源使用受控、高效并符合预算,同时为潜在异常提供早期预警。
5. 优化 API 模型的 Token 使用
对于基于 Token 定价的模型(如 GPT 系列),优化 Token 使用是降低成本的关键策略。
优化技巧:
- 精简输入 Prompt,保证表达清晰但避免冗余。
- 缓存常用响应,减少重复请求。
- 跟踪 Token 消耗,找出优化空间。
通过 Prompt Engineering 和调用优化,可以大幅降低 API 模型的运行成本。
通过实施上述使用层面的实践,组织可确保 AI 资源的实时消耗在控制范围内,同时不断提升资源利用率和成本效率。
最佳实践: 成本优化
有效管理 AI 成本需要将传统的 FinOps 方法与 AI 特有的考量相结合。本节将重点介绍在保持性能和创新力的前提下优化支出的关键实践。
1. 管理承诺使用(Commitments)
利用预留实例和使用承诺计划,相较于按需计费模式可大幅节省成本。分析历史使用模式,以做出合理的容量预留决策:
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GPU 容量预留
当训练或推理工作负载具有可预测性时,可承诺预留 GPU 容量。
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云厂商折扣优化
关注 AI 专属的购买承诺,如预付的 API 使用折扣(如 OpenAI 的 Scale Tier)。定期查看云厂商新推出的折扣选项,因为 AI 定价模型更新频繁,常带来节省机会。例如,Azure 最近推出了月度 PTU(之前仅提供年度 PTU)。
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承诺折扣分析
根据使用模式,评估预留实例(RI)、节省计划(SP)或 CUD(Committed Use Discounts)是否比按需模式更具成本效益。例如,如果预计将长期用于训练模型,可选择为 GPU 实例做一年期承诺。某些承诺折扣还具备更大的灵活性,可在多个实例类型或服务间共享折扣,适用于 GPU 需求尚不明确或工作负载将动态变化的场景。
2. 优化数据传输成本
通过将数据与计算资源部署在同一区域,并借助 CDN(内容分发网络),可有效降低数据传输费用。
- 确保训练数据集与 GPU 实例位于同一区域,以避免跨区传输费用。
- 使用 CDN 优化延迟敏感型推理工作负载的数据传输效率。
3. 主动成本监控与审查
定期检查账单与费用明细,及时发现异常或意外支出。例如:
- 对生成式 AI 服务的高额消费设置告警阈值,一旦超出及时调查。
随着 AI 生态的不断发展,FinOps 从业者需保持敏捷,持续关注新的节省机会,以确保 AI/ML 投资带来最大化价值与竞争优势。
最佳实践: 运营
为了有效管理 AI/ML 模型的生命周期、性能与效率,运营层面的最佳实践聚焦于简化部署、持续监控与迭代优化。这些实践可能不直接由 FinOps 团队执行,但可作为与工程及运维团队协作时的重要参考。
1. 持续集成 / 持续部署(CI/CD)
为 AI/ML 工作流构建专属 CI/CD 流程,以实现模型交付的自动化和提速。AI 的 CI/CD 不同于传统软件,还需包括数据验证、模型再训练、性能评估等环节。
例如:
- 使用 Jenkins、GitLab CI 或云服务(如 AWS SageMaker Pipelines、Azure ML)自动部署更新后的模型。
- 在上线前设置自动检查点,评估模型准确性与资源消耗。
建议
自动化部署可降低运维负担,确保模型更新的一致性、可靠性与成本效益。
2. 集成持续训练(Continuous Training)
CT(持续训练)是指在模型面临数据漂移或性能下降时,自动重新训练,以保持准确性与相关性。
FinOps 视角下的关键实践:
- 成本触发式再训练:当监测到性能下降或数据偏移时触发训练,避免不必要的计算开销。可用 AWS Lambda 或 Azure Event Grid 基于预设条件自动执行训练任务。
- 训练过程中的资源优化:使用 Spot 实例或可抢占式 VM 执行非关键训练任务,大幅降低计算成本。
- 模型上线前评估成本效益:训练后根据如“每次推理成本”或“训练性价比”等财务指标评估模型,仅在性能提升能带来合理回报时上线新模型。
3. 模型生命周期管理
主动管理 AI 模型的全生命周期,从开发到部署、监控直到退役:
- 清理、归档或删除过时、表现不佳的模型,释放存储与计算资源。
- 定期审计已部署模型,识别不再使用或用途过时的实例。
示例:周期性检查模型使用率,删除不活跃模型以减少不必要的存储支出。
建议:将模型管理流程化,集成自动化工具,确保运维洁净与成本可控。
4. 性能监控
尤其是生成式模型,需要持续监控以确保其性能与成本的双重达标。关注影响质量与资源使用的核心指标:
- 推理延迟:衡量响应时间是否符合用户预期。
- 资源使用率:监控 GPU/CPU 的利用效率。
- 准确率指标:持续监测预测准确度与模型漂移趋势。
工具建议:Prometheus、Grafana、CloudWatch、Google Cloud Monitoring 等。
建议:设定性能或成本效率的异常告警(如延迟变高或资源使用率过低),以便及时响应。
5. 建立反馈闭环
在运营、开发与终端用户之间建立反馈机制,以提升模型的表现、效率与业务价值。
- 从终端用户收集反馈,识别模型表现不佳或响应质量差的问题。
- 利用运维数据回溯优化模型,如再训练、微调等。
示例:对聊天机器人模型进行用户满意度分析,找出 Token 使用多但价值低的 Prompt,进行重写或优化,以提高性价比。
推进 AI 成本管理的 Crawl-Walk-Run 模型
由于 AI 相关的项目相比传统数字化方式更具新颖性和风险性,因此有必要将其划分为多个阶段,每个阶段对应不同的成本态度。这一过程可以借用“Crawl(爬行)– Walk(行走)– Run(奔跑)”的经典模型来描述。
阶段 | 可能的活动 | 成本管理策略 | 工具与执行细节 |
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Crawl | 学习新技术 - 验证新技术在业务流程中的可行性和必要性 原型设计 MVP 开发 试点项目 收集反馈并验证用例 | 投入最小成本,用于技术研究、原型/MVP 设计、必要时在隔离环境(测试环境或生产中受限区域)进行部署 应用“快速失败”(Fail Fast)策略:即应快速且低成本地产出验证结果,及时调整潜在风险 建议提前设定成本和时间上限,并持续监控 | 不应忽视验证核心内容所需的成本。例如,如果模型准确性是关键风险因素,则需在此阶段就投入资源保证模型质量 其他成本可尽可能忽略或最小化。例如,若服务可用性可预测,则可暂不深入验证 采用手动方式进行成本计算 预算频繁调整 非财务性指标可能主导评估(如所用时间、假设验证成功与否、原型交付成果等) |
Walk | 将解决方案集成到业务流程中 从使用中产生持续的正面业务效果 | 支持将解决方案推广至简单的业务流程(如在 Crawl 阶段已验证的用例),同时对每日使用设定最低的非功能性要求 相比之前阶段,此阶段涉及的上线、集成、可用性等成本控制在最低所需水平 对超出最低水平的非功能性要求应避免过度投入(如过度扩容、过高可用性) 在持续扩展功能时仍保留 Fail Fast 策略 集成成本需严格控制 预算通常按“系统维持成本”与“新版本上线成本”进行划分 | 引入基本的成本追踪自动化 实现初级异常检测 财务性指标逐渐占据更重要地位 预算调整频率降低 |
Run | AI 驱动核心业务流程 | 总成本应不低于模型带来的业务效益所对应的基准值 持续监控成本并进行优化,但需注意以下几点: 非功能性要求(NFR)在此阶段显著提升,优化成本时必须优先确保其达标 优先削减完全无效的支出(即不满足当前业务需求,也无助于未来) 减少功能性或非功能性特征带来的成本,应通过权衡架构方案,评估节省金额与负面影响之间的平衡 集成成本优先级上升,不宜轻易裁减 预算划分更细,超过 Walk 阶段 | 实现成本追踪的全面自动化 强化异常追踪机制 财务指标的重要性进一步提升(如从 AI 模型带来的整体 ROI) 预算趋于稳定 |
KPIs 与衡量指标
工程团队在运营 GenAI 系统时,可能会使用与传统工作负载相似的 KPI,但也需要一些更具体的指标来衡量 AI 资源使用的效率以及 GenAI 系统的构建质量。以下是结合 AI 与 FinOps 术语的一些关键 KPI 示例,可帮助你衡量 GenAI 项目是否达成预期目标:
1. 每次推理成本(Cost Per Inference)
衡量内容:
每次推理所产生的成本(即模型接收输入并生成输出的过程)。适用于聊天机器人、推荐系统或图像识别等场景。
重要性:
- 追踪高频调用模型的运行效率
- 帮助优化资源分配并识别因代码或架构低效导致的成本上升
计算方式:
Cost Per Inference = 总推理成本 / 推理请求次数
示例:总成本为 $5,000,处理 100,000 次请求,则成本为 $0.05/次
2. 训练成本效率(Training Cost Efficiency)
衡量内容:
训练一个模型所花费的总成本与模型性能(如准确率)之比。
重要性:
- 大型模型训练成本高,需关注效率以避免资源浪费
计算方式:
Training Cost Efficiency = 训练成本 / 模型准确率
示例:一个准确率 95% 的模型花费 $10,000,效率为 $105/百分点
3. Token 消耗指标(Token Consumption Metrics)
衡量内容:
基于 token 的计费模型(如 GPT)在输入/输出上消耗的 token 数与成本关系。
重要性:
- 有助于预测和控制 token 成本
- 推动 prompt 设计优化,避免浪费
计算方式:
Cost Per Token = 总成本 / Token 数量
示例:总成本 $2,500,使用 1,000,000 token,单价为 $0.0025/token
优化建议:
缓存常见 prompt 和响应,减少重复调用。
4. 资源利用效率
衡量内容:
GPU、TPU 等硬件在训练与推理过程中的利用率。
重要性:
- 识别资源浪费(如过度配置)
- 监测自动伸缩策略效果
计算方式:
Resource Utilization Efficiency = 实际使用量 / 分配容量
示例:使用 800 GPU 小时,分配了 1,000 小时,则效率为 80%
5. 异常检测率(Anomaly Detection Rate)
衡量内容:
AI 成本异常(如突增)发生的频率与影响。
重要性:
- 提前发现并遏制成本暴涨风险
工具建议:
AWS Cost Anomaly Detection、Google Cloud Anomaly Detection
6. 投资回报率(ROI)或 AI 项目价值评估
衡量内容:
AI 项目带来的收益与其成本之间的比值。
重要性:
- 为 AI 投资提供合理性依据
- 衡量是否达成业务目标
计算方式:
ROI = (收益 - 成本) / 成本 × 100%
示例:收益 $50,000,成本 $20,000,ROI 为 150%
7. 每次 API 调用成本(Cost Per API Call)
衡量内容:
AI 服务的平均调用成本。
重要性:
- 衡量托管 AI 服务(如 SageMaker、Vertex AI)的性价比
计算方式:
Cost Per API Call = 总 API 成本 / API 调用次数
示例:总成本 $1,200,调用 240,000 次,单价为 $0.005
8. 实现业务价值所需时间
衡量内容:
从启动项目到实现明确业务价值所需的时间(例如突破传统方式的成本临界点)。
重要性:
- 比较预期与实际时间与价值差异,评估机会成本
- 反映项目“回本周期”
示例:
计划 1 个月内每月带来 $100k 收益,实际用了 5 个月且收益只有 $50k,表明需优化价值实现速度。
9. 首次 Prompt 实现时间(Time to First Prompt)
衡量内容:
从立项到 AI 服务首次部署上线所需时间。
重要性:
- 衡量工程团队交付能力与敏捷性
- 帮助权衡速度 vs 成本/质量
计算方式:
Time to First Prompt = 上线时间 – 项目开始时间
示例:2024-01-01 启动,2024-04-01 上线,共 3 个月
10. 语言模型选择质量分数偏差(LM Model Choice Quality Score Alignment)
衡量内容:
当前使用的语言模型质量(如 MMLU 分数)是否匹配实际需求。
重要性:
- 如果使用高质量模型处理低复杂度任务,成本可能浪费
- 应评估任务所需的最低模型质量与当前模型之间的偏差
评估方法:
- 定义任务所需的最低 MMLU 分数
- 比较当前所用模型的分数与实际需求之间的差距
- 分析该差距对应的成本浪费
监管与合规考虑
在 GenAI 中执行 FinOps 时,监管与合规问题对确保成本管理实践符合法律与道德标准至关重要。随着 AI 在各行业的迅速发展,理解这些因素有助于在保持财务效率的同时,降低合规风险。
1. 数据隐私法规(Data Privacy Regulations)
概览:
AI 服务常用于处理训练或推理所需的敏感数据。包括欧洲的 GDPR、美国的 CCPA 等全球法规,对数据收集、处理和存储提出了严格要求。
成本影响:
- 合规性要求可能增加加密、匿名化、数据脱敏和监控工具的部署成本。
- 不合规将带来高额罚款,必须纳入预算考量。
- 在 GenAI 中,隐私、质量与成本之间的权衡尤为关键:模型是黑盒,PII 数据会直接影响输出质量,而相关解决方案往往代价高昂、技术复杂。
FinOps 关键建议:
- 评估数据驻留(data residency)要求,避免跨境数据传输违规。
- 使用云厂商工具如 AWS Artifact、Azure Purview、Google Cloud DLP 进行合规监控。
- 通过资源标记(Tagging)跟踪处理敏感数据的资源。
2. 知识产权与许可(Intellectual Property and Licensing)
概览:
生成式 AI 可能使用带有许可条款的预训练模型或数据集。
成本影响:
- 第三方模型或数据集可能需要支付许可费。
- 误用版权内容会导致法律风险和意外支出。
FinOps 关键建议:
- 在 FinOps 看板中跟踪许可条款与相关费用。
- 监控模型使用情况,确保遵守许可协议。
- 与法务团队合作审查第三方服务合同。
3. AI 偏见与伦理合规(AI Bias and Ethical Compliance)
概览:
许多司法管辖区正在推动法规,以应对 AI 偏见、公平性及伦理使用问题,要求建立审计与治理框架。
成本影响:
- 减少偏见可能需要重训或额外资源,增加成本。
- 合规性要求可能需采购第三方工具用于偏见检测。
FinOps 关键建议:
- 在预算中考虑 AI 偏见审计成本。
- 与工程团队合作构建可解释 AI 模型,符合监管要求。
- 使用如 IBM AI Fairness 360 等工具评估并减少模型偏见。
4. 行业专属法规(Sector-Specific Regulations)
概览:
医疗、金融、政府等行业有特定法规(如 HIPAA、FINRA)约束 AI 的使用。
成本影响:
- 合规要求可能涉及特定加密标准、数据存储方式或审计日志要求,增加运营成本。
- 某些 AI 系统需要通过认证流程,过程昂贵且耗时。
FinOps 关键建议:
- 与合规团队协作,将 AI 工作负载映射至行业法规要求。
- 使用本地合规性服务(如 AWS GovCloud)部署特定地区任务。
- 预算中预留审计与认证的相关支出。
5. 数据保留政策(Data Retention Policies)
概览:
法规可能要求保留训练和推理数据以便后续审计。
成本影响:
- 长期数据存储成本高,尤其对大规模数据集而言。
- 需要高效的数据归档解决方案,兼顾合规与成本。
FinOps 关键建议:
- 使用如 AWS Glacier、Google Archive Storage 等冷存储。
- 使用标签策略记录数据保留策略,实现自动化成本追踪。
- 定期审查数据,避免无用数据长期占用存储空间。
6. 环境法规(Environmental Regulations)
概览:
AI 尤其是大型模型训练,消耗大量能源。一些地区要求报告碳足迹或遵守数据中心能效标准。
成本影响:
- 投资节能硬件或碳抵消信用可能增加成本,但有助于合规。
- 追踪碳排放可能需专门工具。
FinOps 关键建议:
- 利用云厂商或第三方平台提供的碳足迹报告。
- 将碳抵消费用纳入总项目预算。
- 优化工作负载,降低能源浪费。
- 将任务部署至碳排放较低的区域(可参考 https://app.electricitymaps.com/)
7. 新兴 AI 法规(Emerging AI-Specific Regulations)
概览:
各国正在出台 AI 专属法规,如欧盟 AI 法案(EU AI Act),按照风险等级对 AI 系统提出不同的合规要求。
成本影响:
- 高风险类别(如医疗 AI)需要更严格的合规措施,成本更高。
- 法规更新频繁,需持续监控并快速调整应对。
FinOps 关键建议:
- 密切关注全球主要市场的 AI 法规动态。
- 为风险评估、模型文档编制等合规支出预留预算。
AI 范围映射至 FinOps 框架
为了更好地理解 AI 应用如何改变 FinOps 实践,有必要识别在管理 AI 成本时哪些能力发生了显著变化。
能力 | AI 与非 AI 技术共同点 | AI 技术的差异点 |
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数据摄取 | 数据采购、清洗和转换的组织方式基本一致;大部分技术工具相似; 通过云市场或云厂商购买的服务会出现在已有的账单数据中 | 数据来源的不确定性更高;评估摄取的性价比更难; 第三方供应商更多;数据质量更难预判 |
成本分摊 | 标签管理原则相似;核心利益相关方相同; 底层资源分摊方式类似 | 模型输出的消费者更难追踪(如多个子系统共享模型); 架构更复杂,追溯性更差; 多代理架构下缺乏标准化分摊框架;账单信息不完整 |
报告与分析 | 报告流程和工具类似 | 需增加 AI 专属指标的报告模板; 多维度成本追踪所需的数据结构更复杂; 利益相关者更多 |
异常管理 | 异常检测方法和数学基础相同 | 异常风险更高,检测频率更高,界定标准更难确定 |
规划与评估 | 流程和原则大体一致 | 模型输出质量和准确性的评估更复杂; 缺乏 TCO(总拥有成本)层面的选型基准; 工具和标准不断演进 |
成本预测 | 基于传统云预测经验构建 AI 成本预测体系 | 预测性更差,尤其在 Crawl 与 Walk 阶段; 计费方式复杂(如按 token 收费);非云类支出难整合; 成本波动大,趋势预测困难 |
预算管理 | 职责分配和预算报表基本一致 | 顶层预算精度差; 底层预算负担重,需考虑各厂商差异化计费方式; 涉及利益相关方更多;预算需灵活调整 |
基准测试 | 高层业务指标相同(如客户满意度、性能等) | token 相关指标新增;外部基准稀缺; 内部基准因项目差异构建难 |
单位经济模型 | 构建方式类似 | 增加 token 驱动和 AI 专属指标(如每通话成本、AI 解决时间) |
费率优化 | 供应商管理基本原则不变 | 影响因素更多样,如 GPU 稀缺、承诺制折扣; 价格模型变化快(如 OpenAI 的 Scale Tier) |
工作负载优化 | 优先级排序逻辑一致 | 监控频率高、劳动强度大; 需更早做出容量承诺,如预购或保留资源 |
SaaS 与授权管理 | 利益相关方一致 | 新厂商加入,订阅管理更复杂、频繁变动 |
云架构设计 | 基础设施架构相似(如容器编排、API 管理等) | 多出模型训练步骤; AI 专属服务组合多样; 微服务架构要求更高 |
云可持续性 | 愿景和治理一致 | 更多关注单次请求的碳排放; 需限制长期承诺,尤其在前期无明确性能预测时 |
FinOps 流程运营 | 核心流程、角色和沟通方式一致 | 新加入对 FinOps 不熟悉的角色; 要求在组织流程中全面落实 FinOps |
FinOps 教育与赋能 | 流程和参与者一致 | 新知识体系(如不同部署方式与计费模式); 赋能门槛更高 |
云策略与治理 | 参与者与治理属性基本一致 | 实施更多限额策略(如配额、保留容量、节流等); 某些旧有策略需放宽 |
FinOps 工具与服务 | 基础工具仍适用 | 增加组件级工具,集成难度更高,迭代更频繁 |
IT 安全 | 传统安全关注点依然有效 | 增加 AI 自训练中敏感内容传输的关注;第三方模型的数据传输安全; AI 生成内容的准确性风险需关注;扩展数据去标识等安全技术 |
原文地址: FinOps for AI Overview
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