PagedAttention & RadixAttention
本文深入探讨了 PagedAttention 和 RadixAttention 两种技术。PagedAttention 通过类似操作系统的分页机制管理 GPU 内存,解决 KV Cache 的内部和外部碎片问题,显著提升并发处理能力。RadixAttention 则利用基数树索引缓存的前缀状态,实现跨请求的计算和内存复用,进一步优化推理性能。
本文深入探讨了 PagedAttention 和 RadixAttention 两种技术。PagedAttention 通过类似操作系统的分页机制管理 GPU 内存,解决 KV Cache 的内部和外部碎片问题,显著提升并发处理能力。RadixAttention 则利用基数树索引缓存的前缀状态,实现跨请求的计算和内存复用,进一步优化推理性能。
本文系统讲解 LLM 推理阶段的核心原理。作者指出推理与训练不同,分为 prefill 和 decode 两个阶段:prefill 并行处理整个提示词、计算密集型、决定首 token 延迟(TTFT);decode 逐 token 生成、受 HBM 内存带宽限制、决定 token 间延迟(ITL)。文章介绍了 GPU 关键硬件概念(Tensor Core FLOPS、HBM、SRAM),逐步演示一个请求的完整流程(分词、采样、KV cache 机制),并将 FlashAttention、PagedAttention、continuous batching、RadixAttention 等优化技术归位到这两个阶段中,帮助读者理解推理瓶颈与优化方向。
作者赞颂 vLLM 的软件设计之美。文章首先介绍 LLM 自回归生成的基本原理,以及推理的两个阶段:计算密集的 Prefill 和带宽受限的 Decode,指出 KV Cache 动态增长与静态批处理带来的内存浪费问题。vLLM 借鉴操作系统分页思想,将 KV Cache 切分为固定大小的块并维护逻辑到物理的块表(PagedAttention),将内存浪费降至约 3%;配合 Continuous Batching 和动态调度,避免已完成的请求阻塞整个批次,让 GPU 始终保持高效。作者认为 vLLM 的成功源于借鉴已被大规模验证的成熟系统概念。
文章基于 TogetherAI 团队 Zain 的分享,沿一个请求的完整生命周期拆解 LLM 推理引擎(vLLM、SGLang、TensorRT-LLM)的内部机制。核心洞察是:prefill 计算受限、decode 内存带宽受限;KV cache 用空间换掉平方级计算,但成为显存瓶颈。引擎通过连续批处理让 GPU 每 pass 都不空闲,PagedAttention 像操作系统管理内存一样管理 KV cache(碎片率从 60-80% 降到 4% 以下),chunked prefill 摊平长 prompt 带来的延迟尖峰。Agent 循环因每轮重发完整对话、输入越来越长而输出极短,使其痛点落在 prefill 与 KV cache 上:prefix caching 可将 100 轮 agent 的总 prefill 工作量从约 55 倍降到约 10 倍,'缓存为王'是 agent 与引擎的交汇点。
本文介绍 vLLM 针对 Agentic 工作负载的服务优化方案。Agentic 流量具有多轮长会话、长上下文短输出、高前缀复用率和大量子代理调用的特点,对成本与延迟提出双重要求。在 SemiAnalysis 发布的 AgentX 基准上,vLLM 在 DeepSeek V4 Pro 上达到每 GPU 秒 130K tokens,在 MiniMax M3 上交互速度达 376 tokens/s,相比 Opus 5 API 定价有 14.6×–106× 的成本优势。文章详细阐述了数据平面的混合 KV cache 管理与分层卸载、执行平面的并行与内核优化,以及控制平面的 P/D 分离调度等全栈优化方法。
本文系统讲解大语言模型自部署的核心指标与实践要点,覆盖延迟类指标(TTFT、TPOT/ITL、P95/P99)、吞吐类指标(TPS、QPS、连续批处理)、资源类指标(显存与KV cache计算、量化精度)、服务质量(错误率、探针、可用性)以及成本核算(cost per token、TCO)。作者以 Ling-3.0-Flash MoE 模型在 DGX Spark 上的真实实测为例,将抽象指标落地为具体数字,帮助读者选对硬件配置、排查吞吐瓶颈与OOM问题、评估自建与API的划算临界点。
文章基于 YC Paper Club 播客,剖析 LLM 推理成本真相:按两年模型寿命摊算,推理总算力约为训练的 12 倍。decode 阶段 MFU 仅 5%,瓶颈在显存带宽而非算力。DeepSeek 通过 KV cache 保留 72 小时、radix attention、零开销调度等手段将缓存命中率做到 96%,实现 38 美元一卡时、80% 毛利。文章还讨论了 SSM 等被低估的模型结构、服务商质量参差(同一模型不同服务商差距超开源闭源差距)以及开源推理生态的规模,指出推理成本优化才是 LLM 竞争的胜负手。
作者分享从大厂软件工程师转向 AI 基础设施方向一年的学习历程与心得。毕业加入大厂后,因工作缺乏主动性空间和创造感,三个月后决定转向 AI infra。通过学习基础知识、深入研读 SGLang 源码、参与社区贡献,逐步加入 SGLang-Omni 项目并进入一家 AI infra 创业公司。作者认为这一年是高回报率的一年,但也指出 AI 领域竞争激烈、节奏快,转行需权衡个人追求。文章最后强调了开源的重要性,认为强大的 AI 工具不应只掌握在少数公司手中,呼吁更多人参与开源社区。
本文深度解读 Modular 公司开源维护的《LLM Inference Handbook》,系统梳理 LLM 推理工程的知识体系。文章提炼三大核心框架:prefill(算力受限)与 decode(带宽受限)的两阶段二分法;KV cache 作为系统中心约束的地位,围绕它的 PagedAttention、prefix caching、PD 分离等技术网络;以及“一切皆 trade-off,唯一方法论是 benchmark”的工程哲学。内容还涵盖 continuous batching、speculative decoding、GPU 内存金字塔、FlashAttention、量化与蒸馏三部曲、Agent 生态与部署运维等主题,强调推理优化的本质是围绕有状态 KV cache 做内存管理与调度。
文章深度解读 Baseten 出版的免费工程书《Inference Engineering》,系统讲解如何把 AI 模型在生产环境中跑得快、省、稳。全书以三层推理栈(运行时、基础设施、工具层)为骨架,核心分析框架是瓶颈判断:prefill 算力受限、decode 带宽受限、图像视频生成算力受限。内容涵盖模型与硬件理解(算术强度、KV cache、选卡策略)、软件栈(vLLM/SGLang/TensorRT-LLM 三大引擎对比)、五大加速技术(量化、投机解码、缓存、并行、分离部署)及其交互关系,以及生产化部署的延迟全栈账本、故障处理与成本核算,强调约束换性能、技术按组合评估等基本原则。
文章介绍如何将开源 LLM 变成快速、本地的决策引擎,而无需重新训练。核心思想是:当应用已知所有可能的答案时,不必让模型生成文本或 JSON,而是通过 next-token scoring 一次性为每个候选答案返回分数和概率分布。作者讲解了固定答案打分与结构化输出的区别、LLM 第一个输出 token 的生成原理,并使用 SGLang 的 /v1/score 接口,结合 Qwen 和 DeepSeek 模型进行实测,与普通文本生成进行了基准对比。文中还提到概率的含义与校准问题。
文章以'读长文档只要三条结论为何很慢,写两千字演讲稿反而很快开口'为切入点,讲解 LLM 推理的 prefill 与 decode 两个阶段。Prefill 并行处理全部输入 token 并保存 KV cache,决定首 token 延迟(TTFT);decode 自回归地逐个生成 token,受内存带宽影响,影响 token 间隔(ITL)。文章进一步介绍 chunked prefill、prefill/decode disaggregation 和 prefix caching 三种优化手段,并以 EXO 用 DGX Spark 做 prefill、Mac 做 decode 的演示说明跨设备分工的可能性,帮助读者具体分析 AI 响应慢的原因。