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MLOps의 이점 및 구성 요소

MLOps(머신러닝 운영)는 머신러닝, 소프트웨어 엔지니어링 및 운영 관행을 통합하여
ML 모델의 프로덕션 배포, 모니터링 및 관리를 간소화하는 분야입니다.

  • 개요
  • MLOps의 중요성
  • MLOps의 주요 이점
  • MLOps와 DevOps의 차이점
  • MLOps의 기본 구성 요소
  • Snowflake ML 고객 사례
  • MLOps 리소스

개요

MLOps는 머신러닝, 소프트웨어 엔지니어링 및 운영 관행을 통합하여 머신러닝 모델의 배포, 모니터링 및 관리를 간소화하는 분야입니다. 데이터 사이언티스트와 IT 운영 간의 간극을 해소하고, 모델을 프로덕션 시스템으로 원활하게 통합하는 것을 목표로 합니다.

MLOps의 중요성

머신러닝(ML)은 이제 최첨단 기술을 넘어, 조직이 기업 가치를 창출하는 데 필요한 예측형 인사이트를 제공하기 위해 모델을 프로덕션에 배포하는 핵심 기술로 자리 잡았습니다. 산업 전반의 여러 기업들이 의사 결정을 개선하고, 운영을 간소화하며, 혁신을 추진하기 위해 ML을 활용하고 있습니다. 그러나 ML 이니셔티브를 확장하여 프로덕션에서 추론을 실행하려면 알고리즘만으로는 부족합니다. 여기서 필요한 것이 효율적인 운영을 제공하는 MLOps입니다.

ML과 운영 우수성이 결합된 MLOps는 ML 모델을 대규모로 배포, 모니터링 및 유지 관리하는 데 필요한 프로세스를 표준화하고 자동화하는 역할을 합니다. MLOps는 ML 이니셔티브가 원활하고 효율적으로 운영되도록 보장하는 핵심 요소이며, 궁극적으로 신뢰할 수 있는 결과를 보장합니다. 

효과적인 MLOps는 배포 시간을 단축하고, 생산성을 최적화하며, 복원력 있는 워크플로우를 구축합니다. 조직은 반복적인 작업을 자동화함으로써 가동 중지 시간을 줄이고 개발 주기를 최적화하며, 리소스를 더욱 전략적인 프로젝트에 집중할 수 있습니다. MLOps는 효율성뿐만 아니라 탁월한 모델 성능을 보장합니다. 지속적 통합 및 지속적 배포(CI/CD)와 같은 방식을 채택하면 팀은 자동화된 테스트, 모니터링 및 재훈련 프로세스를 워크플로우에 통합할 수 있습니다. 이를 통해 기업은 모델을 지속적으로 개선하여 예측을 정확하게 유지하고, 실사용데이터(RWD)에 맞춰 모델을 조정할 수 있습니다. 결과적으로 조직은 비즈니스 요구 사항에 맞춰 진화하는 더욱 스마트하고 적응력이 뛰어난 시스템을 구축할 수 있습니다. 

조직은 MLOps 도입을 통해 모델 개발부터 배포에 이르는 일련의 과정에서 ML 이니셔티브의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다. MLOps는 향상된 효율성과 모델 정확도, 그리고 확장된 협업을 통해, 조직이 혁신을 주도하고 실질적인 비즈니스 성과를 달성할 수 있도록 지원합니다.

MLOps의 주요 이점

MLOps는 프로토타입 제작부터 프로덕션까지의 워크플로우를 가속화하려는 조직에 여러 핵심 이점을 제공합니다. 그 중 몇 가지를 살펴보겠습니다.

1. 더 빠른 개발과 배포를 위한 ML 프로세스 자동화

MLOps는 데이터 전처리, 모델 학습, 추론 등 ML 수명 주기의 주요 단계에 엔드투엔드 자동화를 구현합니다. 이와 같은 프로세스 자동화를 통해 조직은 ML 모델을 프로덕션에 적용하는 데 드는 시간과 노력을 크게 줄일 수 있습니다. 기업은 가속화된 개발 및 배포 주기를 통해, 오늘날 급변하는 시장에서 새로운 기회를 포착하고 앞서 나갈 수 있습니다.

2. 데이터 사이언티스트, ML 엔지니어 및 IT 운영 간의 협업 강화

데이터 사이언티스트, ML 엔지니어링, IT 운영 간의 격차를 해소하는 것이 MLOps의 핵심 강점 중 하나입니다. MLOps는 사일로를 해소하고 원활한 커뮤니케이션 채널을 구축하여, 데이터 사이언티스트, ML 엔지니어 및 IT 전문가가 프로덕션 환경에서 협업하며 모델을 배포, 모니터링 및 관리할 수 있도록 지원합니다. 이러한 협업을 통해 운영 병목 현상을 해소하고 생산성을 강화하며, 실제 애플리케이션에 맞게 ML 모델을 최적화할 수 있습니다.

3. ML 모델의 확장성 및 신뢰성 향상

MLOps는 ML 이니셔티브를 효과적으로 확장하는 데 필요한 도구와 프레임워크를 제공합니다. 이를 통해 팀은 성능과 신뢰성을 유지하면서 다양한 환경에서 ML 모델의 배포를 관리할 수 있습니다. 또한 MLOps는 ML 모델의 선제적 모니터링 및 관리를 지원하여, 조직은 비즈니스 운영에 영향을 미칠 수 있는 잠재적인 문제를 사전에 식별하고 해결할 수 있습니다.

MLOps를 도입함으로써 조직은 ML 이니셔티브의 잠재력을 최대한 발휘하고, 혁신과 효율성을 강화하며 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

MLOps와 DevOps의 차이점

MLOps와 DevOps는 모두 소프트웨어 개발 및 배포를 간소화하는 데 중요한 방법론이나, 각각 고유한 중점 분야와 목표가 있습니다.

DevOps는 기존 소프트웨어 시스템의 신속한 개발 및 배포에 중점을 두고, 개발 팀과 운영 팀을 통합하여 CI/CD 파이프라인, 테스트 및 배포와 같은 프로세스를 간소화하는 협업을 촉진하는 것을 목표로 합니다. 반면, ML은 기존 DevOps로는 해결할 수 없는 복잡성을 초래하는데, 이는 특히 ML 모델을 프로덕션 환경에 배포할 때 두드러집니다.

바로 여기서 MLOps가 중요한 역할을 합니다. MLOps는 DevOps 원칙을 기반으로 이를 확장하여 머신러닝 프로젝트의 수명 주기를 관리합니다. MLOps는 코딩과 배포뿐만 아니라 데이터 전처리, 피처 엔지니어링, 모델 학습, 추론 중 ML 모델 모니터링 등의 워크플로우도 포괄하고 있습니다. 즉, MLOps는 머신러닝의 실험과 프로덕션 간의 간극을 메운다고 할 수 있습니다. 

DevOps에서 MLOps로 전환 시 염두에 두어야 할 몇 가지 주요 고려 사항은 다음과 같습니다. 
 

  • 지속적인 모니터링 및 최적화: 기존 소프트웨어와 달리 ML 모델은 지속적인 관리가 필요합니다. 데이터 분산의 변화(데이터 드리프트)나 성능 저하가 발생함에 따라 모니터링 및 옵저버빌리티 시스템은 필수적입니다. 자동화된 경고는 조직이 이러한 문제를 선제적으로 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
  • 엔드투엔드 자동화: MLOps는 ML 워크플로우를 간소화하는 데 매우 중요합니다. 데이터 수집, 피처 엔지니어링, 모델 학습, 프로덕션 환경 배포와 같은 프로세스를 자동화하면 더 쉽게 일관된 성능을 유지할 수 있습니다.
  • 재현성 및 버전 관리: 재현성은 ML 워크플로우의 규정 준수 및 디버깅 측면에서 매우 중요합니다. 버전 관리는 모델과 데이터 세트를 다양한 환경에서 쉽게 재현하고 일관되게 배포할 수 있도록 지원하여 확장성과 신뢰성을 보장합니다.

MLOps를 도입하는 조직은 고도화된 ML 워크플로우와 DevOps의 전략적 효율성을 함께 활용하여 더욱 강력한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 

MLOps의 기본 구성 요소

 MLOps는 엔드투엔드 ML 워크플로우 전반에 걸쳐 원활한 협업과 운영 우수성을 보장하는 몇 가지 핵심 구성 요소로 이루어집니다. MLOps의 기본 구성 요소는 다음과 같습니다. 

데이터 버전 관리 및 실험 재현성: ML 실험 과정에서, 모델에 사용된 데이터 세트를 추적하고 데이터 세트 버전을 관리하는 능력은 성공을 거두는 데 매우 중요합니다. MLOps 플랫폼은 데이터 버전 관리 기능을 제공하여 데이터 사이언티스트가 데이터 세트의 변경 사항을 쉽게 관리하고 추적할 수 있도록 지원합니다. 이를 통해 재현성을 확보하고 더 손쉽게 실험을 반복하며, 결과를 비교하여 지속적인 개선을 이룰 수 있습니다.

ML을 위한 CI/CD: 소프트웨어 개발에서 흔히 사용하는 CI/CD 방식은 ML에서도 마찬가지로 중요합니다. MLOps 플랫폼은 ML 모델의 구축, 테스트 및 배포를 자동화하는 도구를 제공합니다. 데이터 사이언티스트는 CI/CD 기능을 통해 모델을 프로덕션 환경에 원활하게 통합하여 수작업을 줄이고, 시장 출시 시간을 단축할 수 있습니다.

모델 모니터링 및 거버넌스: 프로덕션 단계에서 ML 모델이 배포된 후에는, 성능을 모니터링하며 정확하고 신뢰할 수 있는 예측을 지속적으로 제공해야 합니다. MLOps 플랫폼은 주요 성능 지표를 추적하고 실시간으로 이상을 감지하는 모니터링 및 거버넌스 기능을 제공합니다. 버전 관리, 규정 준수 추적 및 감사를 지원하는 거버넌스 기능은 끊임없이 변화하는 규정을 준수하고 신뢰와 투명성을 유지하는 데 필수적입니다. 

조직은 MLOps가 가진 이러한 기본 구성 요소를 활용함으로써 ML 워크플로우를 효과적으로 관리하고, 데이터 사이언티스트, ML 엔지니어링 및 IT 팀 간의 협업을 개선하며, ML 모델의 대규모 배포 및 유지 관리에 있어 더 큰 성과를 달성할 수 있습니다.