AI Inference

Was ist AI Inference?

AI Inference (Deutsch: KI-Inferenz) beschreibt den Prozess, bei dem ein zuvor trainiertes KI-Modell auf neue Eingaben reagiert. Es analysiert Daten, trifft Entscheidungen oder liefert Vorhersagen, ohne dass es nochmals lernen muss. Das Modell „versteht“ dabei keine Inhalte im menschlichen Sinne, sondern wendet mathematisch gelernte Muster auf neue Informationen an.

Wichtig: Inference ist kein aktiver Lernprozess. Das Modell passt sich nicht weiter an, sondern nutzt sein zuvor gelerntes Wissen, um auf neue Daten zu reagieren.

Wie funktioniert AI Inference?

Die Inference selbst folgt einem einfachen Prinzip: Eingabedaten werden verarbeitet, durch das trainierte neuronale Netz geleitet und führen zu einer Ausgabe, etwa einer Vorhersage, einer Klassifikation oder einer generierten Antwort.

Je nach Anwendung unterscheiden sich die Anforderungen an die Inference deutlich. Man spricht zum Beispiel von:

• Echtzeit-Inference (Real-Time Inference), wenn schnelle Reaktionen erforderlich sind. Typische Einsatzbereiche sind Sprachassistenten, Chatbots oder autonomes Fahren.
• Batch-Inference, wenn große Datenmengen gesammelt und gemeinsam ausgewertet werden. Das ist etwa in der medizinischen Forschung oder in der Logistik der Fall.
• Streaming-Inference, wenn kontinuierlich eintreffende Daten direkt verarbeitet werden. Diese Variante kommt häufig bei Sensoren oder IoT-Geräten zum Einsatz.
• Offline-Inference, wenn Auswertungen zeitversetzt erfolgen. Diese Methode wird oft aus Effizienzgründen oder zur Einhaltung von Datenschutzanforderungen genutzt.

Technisch kann Inference auf unterschiedlichen Plattformen stattfinden. Dazu zählen Cloud-Server mit leistungsstarken GPUs, spezialisierte KI-Beschleuniger oder energieeffiziente Prozessoren, die in Edge-Geräten verbaut sind.

Um die Leistung zu optimieren, werden Verfahren wie Modellkomprimierung, Quantisierung oder spezielle Frameworks wie der Red Hat AI Inference Server eingesetzt. Diese Technologien ermöglichen es KI-Modelle schnell, flexibel und ressourcenschonend bereitzustellen – ganz gleich, ob sie lokal, in der Cloud oder in einer dezentralen Umgebung betrieben werden.

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Warum ist AI Inference so entscheidend?

Während das Training einer KI meist viel Aufmerksamkeit erhält, findet der Großteil der tatsächlichen Nutzung und damit auch des Ressourcenverbrauchs in der Inference-Phase statt. Besonders bei generativen KI-Anwendungen wie Bildgeneratoren oder Chatbots macht dieser operative Teil oft mehr als 80 % der Gesamtkosten aus.

AI Inference entscheidet darüber:

• wie schnell ein Modell auf Nutzereingaben reagiert,
• wie energieeffizient und nachhaltig der Betrieb ist,
• wie gut sich eine KI in bestehende Systeme integrieren lässt,
• wie konsistent und verlässlich die Ausgaben ausfallen. 

Die Qualität und Leistungsfähigkeit der Inference ist ein zentraler Erfolgsindikator für jede produktive KI-Anwendung.

Wo wird AI Inference eingesetzt?

AI Inference ist die Grundlage jeder produktiven KI-Anwendung. Überall dort, wo ein Modell auf neue Eingaben reagiert, sei es zur Analyse, Klassifikation, Entscheidungsfindung oder Generierung, findet Inference statt. Sie ist damit nicht auf bestimmte Branchen oder Anwendungsfälle beschränkt, sondern ein universeller Prozess, der quer durch alle Sektoren zum Einsatz kommt. 

Ob in digitalen Assistenten, automatisierten Qualitätssicherungen, datengetriebenen Diagnosen oder adaptiven Steuerungssystemen: Inference ist der Moment, in dem KI-Systeme ihr trainiertes Wissen auf reale Situationen anwenden. Ihre Effizienz, Genauigkeit und Zuverlässigkeit bestimmen maßgeblich den praktischen Wert künstlicher Intelligenz.

Herausforderungen bei der AI Inference

AI Inference ist kein theoretisches Konzept, sondern sollten alle Unternehmen, die KI einsetzen, im Blick behalten. Schließlich geht es um die Leistungsfähigkeit eines KI-Systems. Wenn die AI Inference einer KI schlecht ist, hat dies ganz konkrete Auswirkungen:

• Rechenbedarf und Energieverbrauch: Besonders bei generativen Anwendungen steigt der Ressourcenbedarf schnell an. Das belastet Budgets und Umwelt.
• Latenzanforderungen: In Echtzeitsystemen wie autonomen Fahrzeugen zählt jede Millisekunde, weswegen Inference extrem schnell und verlässlich ablaufen muss.
• Modellkompatibilität: Nicht alle Modelle laufen ohne Weiteres auf jeder Hardware. Auswahl und Anpassung können die Inferenz spürbar beeinflussen.
• Datensicherheit und -souveränität: Während der Inference dürfen keine sensiblen Nutzerdaten ungeschützt verarbeitet oder gespeichert werden. Dies ist eine technische Herausforderung, zumal unterschiedliche gesetzliche Vorgaben in der Speicherung und Verarbeitung personenbezogener Daten zu beachten sind.
• Datenqualität und Modellwahl: Die Qualität der Inference-Ergebnisse hängt direkt vom Training ab. Schlechte oder unpassende Trainingsdaten führen zu ungenauen Ergebnissen.

Wie lässt sich AI Inference verbessern?

Die Optimierung von AI Inference ist nicht nur Sache der KI-Entwickler, sondern auch der anwendenden Unternehmen. Allerdings mit unterschiedlichen Schwerpunkten: 

1. Modellauswahl: Kleine, spezialisierte Modelle verbrauchen weniger Ressourcen und sind leichter zu kontrollieren.
2. Optimierungstools nutzen: Frameworks wie ONNX, vLLM oder LLM Compressor helfen, Modelle für bestimmte Hardware anzupassen.
3. Hardware-Integration planen: Prozessoren mit integrierter KI-Beschleunigung (z. B. Power10) reduzieren Komplexität und Energieverbrauch.
4. Skalierbarkeit sicherstellen: Inference sollte je nach Anwendungsfall flexibel über Cloud, Edge und On-Prem laufen können.
5. Monitoring und Feedback: Laufende Überwachung hilft, Performance-Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Fazit

AI Inference ist der entscheidende Moment, in dem KI-Systeme ihre Funktion beweisen. Der Prozess entscheidet darüber, ob ein KI-System nach seinem Training bereit für die Anwendung in der Praxis ist. Denn nur wenn auch unbekannte Daten in ausreichend hoher Qualität verarbeitet werden können, ist ein sicherer KI-Einsatz möglich.

Mit wachsender Bedeutung generativer KI und Echtzeitanwendungen im Unternehmensalltag rückt die AI Inference immer mehr in den Fokus. Anwendende Unternehmen sollten sich die Metriken der AI Inference eines KI-Systems genau ansehen, bevor sie dieses in ihre Prozesse integrieren. Und Entwickler sollten entscheidende Metriken kontinuierlich optimieren, um das Vertrauen von Anwendern zu rechtfertigen und leistungsstarke KI-Systeme bereitzustellen, die kosteneffizient, schnell und zuverlässig arbeiten.

FAQ

Was ist der Unterschied zwischen Training und Inference bei KI?

Beim Training lernt ein Modell aus vorhandenen Daten, indem es Muster, Regeln oder Zusammenhänge erkennt. Inference hingegen bezeichnet den Vorgang, bei dem das trainierte Modell sein erlerntes Wissen nutzt, um auf neue, unbekannte Eingaben angemessen zu reagieren und, je nach Anforderung, beispielsweise Inhalte generiert, Vorhersagen trifft oder Entscheidungen empfiehlt.

Welche Maßnahmen verbessern die Effizienz von AI Inference?

Wie viel Leistung pro Ressourceneinsatz ein KI-System liefert, hängt stark von der richtigen Modellwahl, geeigneter Hardware und gezielter Optimierung ab. Modelle werden typischerweise durch Quantisierung und Komprimierung verbessert. Zusätzlich kann der Einsatz von hardwarebeschleunigten Plattformen zur Leistungssteigerung beitragen. Auch eine gute Integration in bestehende Cloud- oder Edge-Infrastrukturen erhöht die Performance und Skalierbarkeit produktiver KI-Systeme.

Ist AI Inference auch außerhalb der Cloud sinnvoll einsetzbar?

Ja, definitiv. Besonders im Edge-Bereich (etwa bei mobilen Geräten, Sensorik oder Industrieanwendungen) ist lokale Inference wichtig. Sie ermöglicht schnelle Reaktionszeiten, mehr Datenschutz und reduzierte Abhängigkeit von Netzwerkanbindungen, was durch moderne Prozessoren und kompakte Modelle technisch gut umsetzbar ist.

Wer kann mir beim Thema AI Inference helfen?

Wenn Sie Unterstützung zum Thema AI Inference benötigen, stehen Ihnen die Experten der mindsquare AG zur Verfügung. Unsere Berater helfen Ihnen, Ihre Fragen zu beantworten, das passende Tool für Ihr Unternehmen zu finden und es optimal einzusetzen. Vereinbaren Sie gern ein unverbindliches Beratungsgespräch, um Ihre spezifischen Anforderungen zu besprechen.