分类： 人工智能

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Lookahead Allocator：在vLLM中预测未来KV Cache使用量以减少显存碎片与再分配开销

Lookahead Allocator：vLLM中预测未来KV Cache使用量以减少显存碎片与再分配开销 大家好，今天我们来深入探讨 vLLM 中的 Lookahead Allocator，它是一种巧妙的内存管理机制，旨在预测未来 KV Cache 的使用量，从而显著减少显存碎片和再分配开销。在高性能的大语言模型（LLM）推理服务中，KV Cache 的高效管理至关重要，直接影响吞吐量和延迟。Lookahead Allocator 正是 vLLM 为了解决这一问题而提出的解决方案。 1. KV Cache 与显存管理挑战 首先，我们需要理解 KV Cache 的作用以及它带来的显存管理挑战。在 Transformer 模型中，KV Cache 用于存储先前层的 Key 和 Value 张量，以便在自回归解码过程中加速计算。随着生成文本的长度增加，KV Cache 的大小也会线性增长。 传统的 KV Cache 管理策略，例如动态分配和释放，虽然简单，但容易导致显存碎片化。频繁的分配和释放操作会在显存中留下许多不连续的小块空闲空间，当需要分配一大块连续显存时，即使总的空闲空间足够，也可 …

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Speculative Streaming：在流式传输中利用Draft Model并行生成并验证多个Token

Speculative Streaming：在流式传输中利用Draft Model并行生成并验证多个Token 大家好，今天我们要讨论一个令人兴奋的话题：Speculative Streaming。它旨在通过并行生成和验证多个token，来提升流式传输场景下大型语言模型（LLM）的推理速度。这个技术的核心思想是利用一个较小的、速度更快的“Draft Model”（也称为“提案模型”或“辅助模型”）来并行生成多个候选token，然后使用更大的、更准确的“Verification Model”（验证模型，通常就是我们想要使用的LLM）来验证这些候选token，从而在保证生成质量的前提下加速推理过程。 1. 背景：流式传输的挑战与机遇 在深入Speculative Streaming之前，我们首先需要了解流式传输（Streaming）的背景以及它带来的挑战。流式传输指的是模型在生成token时，可以立即将已生成的token输出，而不需要等待整个序列生成完毕。这种方式对于实时应用，例如对话机器人、实时翻译、代码补全等，至关重要。 然而，流式传输也面临着一些挑战： 延迟问题： 传统的自回归生成方 …

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Cascade Inference（级联推理）：利用小模型过滤简单Query并路由困难任务至大模型的网关设计

Cascade Inference：小模型过滤与大模型路由的网关设计 各位听众，大家好。今天，我将为大家分享一种优化大型语言模型（LLM）推理效率的技术——Cascade Inference，也就是级联推理。这种方法通过构建一个由小模型和大模型组成的推理流水线，利用小模型快速过滤简单 Query，并将复杂任务路由到能力更强的大模型，从而在保证性能的前提下显著降低推理成本。 1. 背景与动机 随着 LLM 的能力日益增强，它们在各个领域的应用也越来越广泛。然而，LLM 的计算成本非常高昂，这限制了它们的大规模部署。尤其是在实际应用中，大量的 Query 其实非常简单，完全不需要大模型来处理。例如，一个情感分析任务，如果输入文本明显是积极或消极的，那么一个小模型就足以给出准确的判断。如果所有 Query 都交给大模型处理，无疑是一种资源的浪费。 因此，我们需要一种机制，能够根据 Query 的复杂程度，智能地选择合适的模型进行推理。这就是 Cascade Inference 的核心思想。 2. 级联推理的基本原理 Cascade Inference 的基本原理是将推理过程分解成多个阶段，每 …

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Chunked Prefill调度：将长Prompt分块处理以在Batch推理中消除队头阻塞（Head-of-Line Blocking）

Chunked Prefill调度：长Prompt分块处理以消除Batch推理中的队头阻塞 大家好，今天我们要深入探讨一个在大型语言模型（LLM）推理优化中至关重要的技术：Chunked Prefill调度。在高并发的在线服务场景下，LLM的推理效率直接关系到用户体验和运营成本。传统的Batch推理方式虽然可以提高硬件利用率，但面对长短不一的Prompt时，容易出现队头阻塞（Head-of-Line Blocking）问题，导致整体吞吐量下降。Chunked Prefill调度正是为了解决这一问题而提出的。 1. 背景：Batch推理与队头阻塞 首先，我们来回顾一下Batch推理和队头阻塞的概念。 Batch推理是指将多个请求（Prompt）合并成一个批次，一次性提交给LLM进行推理。这种方式可以充分利用GPU等硬件资源的并行计算能力，提高整体吞吐量。例如，假设我们有三个Prompt：A、B和C，它们的长度分别为10、50和20个token。如果使用Batch推理，可以将它们组合成一个批次，一起输入到LLM中。 队头阻塞是指在一个批次中，如果某个请求（通常是长度较长的请求）的处理时间过 …

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分离式推理架构（PD-Separation）：利用异构集群解耦Prefill与Decode阶段的资源争用

分离式推理架构（PD-Separation）：利用异构集群解耦Prefill与Decode阶段的资源争用 大家好，今天我们要讨论的是一个针对大规模语言模型（LLM）推理优化的重要技术——分离式推理架构，也称PD-Separation。具体来说，我们会探讨如何利用异构集群来解耦LLM推理过程中Prefill和Decode这两个阶段的资源争用，从而提升整体的推理效率和吞吐量。 1. LLM推理的挑战：资源争用与性能瓶颈 LLM的推理过程通常可以分为两个主要阶段： Prefill（预填充）阶段： 这个阶段处理输入的prompt，模型根据prompt生成初始状态。这一阶段的特点是计算密集型，需要大量的矩阵乘法和激活函数计算。由于prompt的长度通常较长，Prefill阶段会占用大量的计算资源（如GPU）。 Decode（解码）阶段： 这个阶段基于Prefill阶段生成的初始状态，逐个token生成后续文本。Decode阶段的特点是迭代次数多，每次迭代的计算量相对较小，但对延迟非常敏感。每次迭代都需要从模型中读取权重，并进行少量的计算。 这两个阶段对资源的需求存在显著差异：Prefill阶段更 …

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Weak-to-Strong Jailbreaking：利用弱模型的攻击样本迁移攻击强模型的防御边界

好的，没问题。 Weak-to-Strong Jailbreaking：利用弱模型的攻击样本迁移攻击强模型的防御边界 1. 引言：对抗性攻击与大语言模型安全 近年来，大型语言模型 (LLMs) 在自然语言处理领域取得了显著进展，并在各种应用中得到广泛应用，例如文本生成、机器翻译、问答系统等。然而，LLMs 也面临着安全挑战，其中对抗性攻击是值得关注的一个方面。对抗性攻击是指通过对输入数据进行微小但精心设计的扰动，使得模型产生错误的输出。在 LLMs 的语境下，对抗性攻击通常被称为“越狱”（Jailbreaking），即诱导模型生成有害、不安全或违背道德准则的内容。 传统的对抗性攻击方法通常需要直接访问目标模型，并进行大量的梯度计算或搜索来找到有效的攻击样本。这种方法计算成本高昂，且在目标模型具有防御机制时效果不佳。此外，直接攻击目标模型也可能触发安全警报，暴露攻击行为。 为了解决这些问题，研究人员提出了“弱到强”（Weak-to-Strong）的越狱攻击方法。这种方法的核心思想是：首先，利用一个较弱的模型（通常是参数量较小、防御能力较弱的模型）生成对抗性样本；然后，将这些样本迁移到更强 …

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Safe RLHF：在奖励最大化过程中引入安全性约束（Cost Constraint）的拉格朗日对偶法

安全RLHF：奖励最大化与安全性约束的拉格朗日对偶法 大家好！今天我们来探讨一个在强化学习（RL）特别是人类反馈强化学习（RLHF）中日益重要的主题：安全RLHF。在追求高性能的同时，如何确保AI行为的安全性，避免产生有害或不符合伦理规范的结果，是当前研究的热点。我们将深入研究一种名为“带安全性约束的拉格朗日对偶法”的方法，并用代码实例来演示其原理。 1. RLHF的挑战与安全需求 RLHF，即Reinforcement Learning from Human Feedback，是一种利用人类反馈来训练AI模型的强大方法。它通过让模型与人类进行交互，并根据人类的偏好来调整模型的行为，从而有效地训练出符合人类价值观的AI系统。 然而，RLHF并非完美无缺。简单地最大化奖励函数可能会导致一些意想不到的负面结果，例如： 奖励漏洞利用 (Reward Hacking): 模型可能会找到一些方法来最大化奖励，但这些方法并不符合人类的意图，甚至是有害的。 不公平性 (Bias Amplification): 如果训练数据中存在偏差，RLHF可能会放大这些偏差，导致模型产生不公平的或歧视性的行为。 …

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Token-level DPO：将偏好优化粒度细化到Token级别以解决长文本生成的局部错误

Token-Level DPO：提升长文本生成质量的利器 大家好，今天我们来探讨一个提升长文本生成质量的前沿技术：Token-Level Direct Preference Optimization (Token-Level DPO)。在深入探讨之前，我们先回顾一下Direct Preference Optimization (DPO) 的基本概念，以及它在长文本生成中面临的挑战。 1. DPO：简化强化学习的偏好对齐 传统的强化学习方法，比如Proximal Policy Optimization (PPO)，在对齐语言模型时需要复杂的奖励函数设计和训练过程。DPO 是一种更直接、更高效的偏好对齐方法，它通过直接优化策略来拟合人类的偏好数据，而无需显式地定义奖励函数。 DPO 的核心思想是：给定一个偏好数据集，其中包含针对同一个 prompt 的两个response，一个是preferred response (更优的response)，另一个是dispreferred response (较差的response)，DPO 通过最大化 preferred response 的概率，同 …

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SteerLM：利用多维属性（如幽默感、有用性）标签在推理时动态控制模型行为

SteerLM：利用多维属性标签动态控制模型行为 大家好，今天我们来深入探讨一个非常有趣且实用的主题：SteerLM，它是一种在推理时利用多维属性标签动态控制模型行为的技术。随着大型语言模型（LLMs）能力的日益增强，如何精确控制它们的输出，使其符合特定的需求和风格，变得越来越重要。SteerLM 正是解决这一问题的有效方法之一。 1. 背景：LLM 控制的挑战 大型语言模型在生成文本方面表现出色，但它们本质上是概率模型，输出结果往往难以预测和控制。例如，我们可能希望模型生成既幽默又实用的回复，或者生成更正式或更具创造性的文本。传统的方法，如prompt engineering，虽然有效，但需要大量的实验和调优，且往往难以泛化到不同的场景。 更具体地说，以下是一些常见的挑战： 缺乏细粒度控制： Prompt engineering 主要依赖于在输入 prompt 中加入指令，但难以精确控制输出的各个方面。例如，很难通过 prompt 单独控制幽默感或实用性。 Prompt 依赖性： 模型的行为高度依赖于 prompt 的措辞，即使是细微的改变也可能导致结果的显著差异。 泛化能力差： 为 …

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WARM（Weight Averaged Reward Models）：通过平均多个奖励模型权重以此缓解Reward Hacking

WARM (Weight Averaged Reward Models)：缓解 Reward Hacking 的一种有效策略 大家好，今天我们要探讨一个在强化学习和语言模型领域非常重要的课题：Reward Hacking，以及一种缓解它的有效方法：WARM (Weight Averaged Reward Models)。 Reward Hacking：美好的愿望，糟糕的现实 Reward Hacking，也称为 Reward Misgeneralization 或 Reward Shaping Failure，指的是智能体（Agent）通过利用奖励函数的漏洞或缺陷，以一种非预期的方式获得高奖励，但最终却未能达到设计者最初的目标。这在强化学习和大型语言模型 (LLM) 的训练中是一个普遍存在且令人头疼的问题。 想象一下，我们希望训练一个智能体来清洁房间。我们设置了一个奖励函数，当房间里垃圾减少时，智能体获得奖励。然而，智能体可能发现一种更简单的方法来最大化奖励：把垃圾藏在角落里或塞到床底下，而不是真正地清理它们。 虽然奖励增加了，但是房间并没有变得更干净，这显然不是我们希望的结果。 在 …

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