LLM推理优化——PagedAttention初识篇(vLLM初识(二))

LLM推理优化——PagedAttention初识篇(vLLM初识(二))

前言

在LLM推理优化——KV Cache篇(百倍提速)中,我们已经介绍了KV Cache技术的原理,从中我们可以知道,KV Cache本质是空间换时间的技术,对于大型模型和长序列,它可能会占用大量内存。实际上LLM从诞生之初就在与内存作斗争,只是计算时间问题更加尖锐,掩盖了这一部分。随着研究的推进,内存问题也变得越来越突出。

vLLM的作者们在论文Efficient Memory Management for Large Language Model Serving with PagedAttention提出了PagedAttention方法并在vLLM中实现。该算法受操作系统中的虚拟内存和分页技术启发,用于解决大型语言模型(LLM)服务中KV缓存内存管理效率低下的问题。

传统的内存管理方法在处理这种高动态性和大规模的KV缓存时,存在显著的缺陷。具体来说,这些方法要么导致内存的浪费(未被有效利用的内存区域),要么限制了批处理的能力,降低了系统的吞吐量。

PagedAttention的核心思想

PagedAttention通过引入分页机制,将KV缓存的数据分块管理,以减少内存碎片并提高内存利用率。其核心思想包括以下几个方面:

  1. 分块存储:

    将KV缓存的数据分割成固定大小的块(pages),每个块可以存储在不同的内存位置。这类似于操作系统中的分页机制,不要求数据在内存中是连续存储的。

  2. 动态分页管理:

    当模型生成新序列时,PagedAttention可以动态分配或回收内存块,以确保只使用必要的内存空间。这避免了传统方法中预先分配大块连续内存所带来的浪费。

  3. 跨请求共享:

    PagedAttention允许不同的请求共享同一个KV缓存的部分数据。这样,当多个请求使用相似的上下文时,可以复用之前存储的数据,进一步提高内存利用效率。

PagedAttention的优势

  1. 内存利用率提升:

    通过分页机制,PagedAttention避免了内存的碎片化问题,提高了内存的利用率。

  2. 支持大批量处理:

    由于有效管理了KV缓存的内存占用,PagedAttention支持更大规模的批处理,进而提高了系统的吞吐量。

  3. 灵活性与扩展性:

    PagedAttention可以灵活适应不同大小的模型和序列长度,并且在面对复杂解码任务时依然能够保持高效的性能表现。

你可能感兴趣的:(神经网络,transformer,深度学习)