低延迟、高吞吐,LLM优化与高效推理引擎综述
LLM每次回答都要进行复杂的计算,尤其是需要多次调用模型的场景(比如连续推理、多轮对话),成本高得离谱。
LLM每次回答都要进行复杂的计算,尤其是需要多次调用模型的场景(比如连续推理、多轮对话),成本高得离谱。
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关键矛盾:用户希望响应快(低延迟),企业想省钱(高吞吐)。
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典型场景:
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- 思维链推理(Chain-of-Thought):模型需要反复自我验证才能给出答案
- AI助理(如AutoGPT):自动规划任务流程时频繁调用模型

论文:A Survey on Inference Engines for Large Language Models: Perspectives on Optimization and Efficiency
链接:https://arxiv.org/pdf/2505.01658
推理流程与评估指标
推理引擎
工程师们开发了各种优化技术,核心目标是「用更少的资源,做更多的事」:
动态批处理(Dynamic Batching)
- 原理:把多个用户的请求像拼车一样合并处理
- 效果:GPU利用率提升30%+
- 代表作:vLLM的「连续批处理」技术
动态批处理与传统批处理的对比图
KV缓存(Key-Value Cache)
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痛点:每次生成新token都要重复计算之前的上下文
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解决方案:把中间结果(K和V矩阵)存起来复用
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进阶玩法:
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- 分页缓存(PagedAttention):像内存管理一样避免碎片化
- 量化缓存:用4比特存储代替16比特,内存占用直降75%
KV缓存工作原理示意图
模型量化(Quantization)
- 核心思想:把模型参数从「高精度浮点数」转为「低精度整数」
- 公式示例:
量化公式:
反量化:
其中是缩放因子,是零点偏移 - 实战效果:4比特量化让70B模型能在单张显卡运行
支持不同数据类型的推理引擎对比表
25款推理引擎
论文对比了开源和商业引擎的六大维度:通用性、易部署性、速度优化等:
开源模型
- vLLM:谷歌TPU/英伟达GPU通吃,吞吐量王者
- llama.cpp:纯CPU也能跑,MacBook本地部署神器
- TensorRT-LLM:英伟达亲儿子,核弹级CUDA优化
商业黑马
- GroqCloud:自研LPU芯片,延迟低至毫秒级
- Fireworks AI:支持AMD显卡,性价比杀手
雷达图对比各引擎特性
推理引擎的「进化方向」
多模态支持
- 现状:现有引擎主要优化文本,处理图像/视频力不从心
- 突破点:开发跨模态的注意力机制(如M-RoPE)
手机端推理
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挑战:如何在内存有限的手机运行百亿参数模型?
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前沿方案:
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- PowerInfer:按需激活神经元,iPhone也能跑大模型
- MLC LLM:用编译器自动适配不同硬件
新型架构支持
- Mamba:抛弃传统Transformer,用状态空间模型实现线性复杂度
- Jamba:混合Mamba+Transformer,兼顾效率和性能
Mamba架构与传统Transformer的对比图
如何学习大模型 AI ?
由于新岗位的生产效率,要优于被取代岗位的生产效率,所以实际上整个社会的生产效率是提升的。
但是具体到个人,只能说是:
“最先掌握AI的人,将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。
这句话,放在计算机、互联网、移动互联网的开局时期,都是一样的道理。
我在一线互联网企业工作十余年里,指导过不少同行后辈。帮助很多人得到了学习和成长。
我意识到有很多经验和知识值得分享给大家,也可以通过我们的能力和经验解答大家在人工智能学习中的很多困惑,所以在工作繁忙的情况下还是坚持各种整理和分享。但苦于知识传播途径有限,很多互联网行业朋友无法获得正确的资料得到学习提升,故此将并将重要的AI大模型资料包括AI大模型入门学习思维导图、精品AI大模型学习书籍手册、视频教程、实战学习等录播视频免费分享出来。

第一阶段(10天):初阶应用
该阶段让大家对大模型 AI有一个最前沿的认识,对大模型 AI 的理解超过 95% 的人,可以在相关讨论时发表高级、不跟风、又接地气的见解,别人只会和 AI 聊天,而你能调教 AI,并能用代码将大模型和业务衔接。
- 大模型 AI 能干什么?
- 大模型是怎样获得「智能」的?
- 用好 AI 的核心心法
- 大模型应用业务架构
- 大模型应用技术架构
- 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
- 提示工程的意义和核心思想
- Prompt 典型构成
- 指令调优方法论
- 思维链和思维树
- Prompt 攻击和防范
- …
第二阶段(30天):高阶应用
该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。
- 为什么要做 RAG
- 搭建一个简单的 ChatPDF
- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
- 向量数据库与向量检索
- 基于向量检索的 RAG
- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
- …
第三阶段(30天):模型训练
恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。
到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?
- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
- 轻量化微调
- 实验数据集的构建
- …
第四阶段(20天):商业闭环
对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。
- 硬件选型
- 带你了解全球大模型
- 使用国产大模型服务
- 搭建 OpenAI 代理
- 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
- 在本地计算机运行大模型
- 大模型的私有化部署
- 基于 vLLM 部署大模型
- 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
- 部署一套开源 LLM 项目
- 内容安全
- 互联网信息服务算法备案
- …
学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。
如果你能在15天内完成所有的任务,那你堪称天才。然而,如果你能完成 60-70% 的内容,你就已经开始具备成为一名大模型 AI 的正确特征了。
这份完整版的大模型 AI 学习资料已经上传CSDN,朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费】

火山引擎开发者社区是火山引擎打造的AI技术生态平台,聚焦Agent与大模型开发,提供豆包系列模型(图像/视频/视觉)、智能分析与会话工具,并配套评测集、动手实验室及行业案例库。社区通过技术沙龙、挑战赛等活动促进开发者成长,新用户可领50万Tokens权益,助力构建智能应用。
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