懂AI

H2O: 高效大语言模型生成推理的重要访问优化技术

RayRay
H2O大语言模型KV缓存推理效率注意力机制Github开源项目

H2O: 重要访问优化技术助力大语言模型高效生成推理

大语言模型(LLM)近年来取得了令人瞩目的成就,但其部署成本高昂,特别是在对话系统和故事写作等长文本生成应用中。除模型参数外,大量瞬态状态信息(称为KV缓存)需要存储在GPU内存中,且随序列长度和批处理大小线性增长。为解决这一问题,研究人员提出了一种名为H2O(Heavy-Hitter Oracle)的新颖KV缓存实现方法,显著降低了内存占用。

H2O的核心思想

H2O基于一个重要发现:在计算注意力分数时,只有一小部分词元贡献了大部分价值。这些词元被称为"重要访问"(Heavy Hitters, H2)。研究表明:

  1. H2的出现是自然的,与文本中词元的频繁共现有很强的相关性。
  2. 移除H2会导致性能显著下降。

基于这些洞见,H2O提出了一种动态KV缓存淘汰策略,在保留最近词元和H2词元之间保持平衡。

H2O的技术创新

研究团队将KV缓存淘汰问题建模为动态子模问题,并在温和假设下为其新颖的淘汰算法提供了理论保证,为未来的研究提供了指导。H2O的主要技术创新包括:

  1. 动态识别和保留重要访问词元
  2. 平衡最近词元和重要访问词元的缓存策略
  3. 子模问题建模和理论分析

H2O的性能优势

研究人员在OPT、LLaMA和GPT-NeoX等多个模型上对H2O进行了广泛的任务验证。实验结果表明:

  • 与DeepSpeed Zero-Inference、Hugging Face Accelerate和FlexGen等领先推理系统相比,H2O在OPT-6.7B和OPT-30B上将吞吐量提高了最多29倍、29倍和3倍。
  • 在相同批处理大小下,H2O可将延迟降低最多1.9倍。

这些性能提升使H2O成为提高大语言模型生成推理效率的有力工具。

H2O系统流程�图

H2O的实现与开源

研究团队提供了两种H2O实现:

  1. h2o_flexgen: 基于FlexGen,实现LLM生成的更高吞吐量。
  2. h2o_hf: 基于Hugging Face,用于在不同基准上测试性能。

这两种实现都已在GitHub上开源,供研究人员和开发者使用。

H2O的潜在应用

H2O技术有望在以下领域发挥重要作用:

  1. 对话系统: 提高长对话的响应速度和效率
  2. 内容生成: 加速长文本、故事、文章的生成过程
  3. 代码补全: 优化大规模代码补全模型的推理效率
  4. 实时翻译: 提升同声传译等实时翻译系统的性能

结语

H2O技术通过巧妙的"重要访问"优化策略,显著提升了大语言模型的生成推理效率。这一创新不仅降低了LLM的部署成本,还为更广泛的AI应用打开了新的可能性。随着H2O的开源和进一步发展,我们有理由期待看到更多高效、智能的大规模语言模型应用在各个领域蓬勃发展。

研究人员呼吁学术界和工业界共同推进H2O技术的发展,探索其在更多场景中的应用潜力。同时,对H2O在不同规模和架构的语言模型上的表现进行更全面的评估也是未来研究的重要方向。

总的来说,H2O为大语言模型的高效部署和应用提供了一个富有前景的解决方案,有望推动自然语言处理技术在实际应用中发挥更大的价值。

编辑推荐精选

讯飞智文

讯飞智文

一键生成PPT和Word，让学习生活更轻松

讯飞智文是一个利用 AI 技术的项目，能够帮助用户生成 PPT 以及各类文档。无论是商业领域的市场分析报告、年度目标制定，还是学生群体的职业生涯规划、实习避坑指南，亦或是活动策划、旅游攻略等内容，它都能提供支持，帮助用户精准表达，轻松呈现各种信息。

AI办公办公工具AI工具讯飞智文AI在线生成PPTAI撰写助手多语种文档生成AI自动配图热门
讯飞星火

讯飞星火

深度推理能力全新升级，全面对标OpenAI o1

科大讯飞的星火大模型，支持语言理解、知识问答和文本创作等多功能，适用于多种文件和业务场景，提升办公和日常生活的效率。讯飞星火是一个提供丰富智能服务的平台，涵盖科技资讯、图像创作、写作辅助、编程解答、科研文献解读等功能，能为不同需求的用户提供便捷高效的帮助，助力用户轻松获取信息、解决问题，满足多样化使用场景。

热门AI开发模型训练AI工具讯飞星火大模型智能问答内容创作多语种支持智慧生活
Spark-TTS

Spark-TTS

一种基于大语言模型的高效单流解耦语音令牌文本到语音合成模型

Spark-TTS 是一个基于 PyTorch 的开源文本到语音合成项目，由多个知名机构联合参与。该项目提供了高效的 LLM（大语言模型）驱动的语音合成方案，支持语音克隆和语音创建功能，可通过命令行界面（CLI）和 Web UI 两种方式使用。用户可以根据需求调整语音的性别、音高、速度等参数，生成高质量的语音。该项目适用于多种场景，如有声读物制作、智能语音助手开发等。

Trae

Trae

字节跳动发布的AI编程神器IDE

Trae是一种自适应的集成开发环境（IDE），通过自动化和多元协作改变开发流程。利用Trae，团队能够更快速、精确地编写和部署代码，从而提高编程效率和项目交付速度。Trae具备上下文感知和代码自动完成功能，是提升开发效率的理想工具。

AI工具TraeAI IDE协作生产力转型热门
咔片PPT

咔片PPT

AI助力，做PPT更简单！

咔片是一款轻量化在线演示设计工具，借助 AI 技术，实现从内容生成到智能设计的一站式 PPT 制作服务。支持多种文档格式导入生成 PPT，提供海量模板、智能美化、素材替换等功能，适用于销售、教师、学生等各类人群，能高效制作出高品质 PPT，满足不同场景演示需求。

讯飞绘文

讯飞绘文

选题、配图、成文，一站式创作，让内容运营更高效

讯飞绘文，一个AI集成平台，支持写作、选题、配图、排版和发布。高效生成适用于各类媒体的定制内容，加速品牌传播，提升内容营销效果。

热门AI辅助写作AI工具讯飞绘文内容运营AI创作个性化文章多平台分发AI助手
材料星

材料星

专业的AI公文写作平台，公文写作神器

AI 材料星，专业的 AI 公文写作辅助平台，为体制内工作人员提供高效的公文写作解决方案。拥有海量公文文库、9 大核心 AI 功能，支持 30 + 文稿类型生成，助力快速完成领导讲话、工作总结、述职报告等材料，提升办公效率，是体制打工人的得力写作神器。

openai-agents-python

openai-agents-python

OpenAI Agents SDK，助力开发者便捷使用 OpenAI 相关功能。

openai-agents-python 是 OpenAI 推出的一款强大 Python SDK，它为开发者提供了与 OpenAI 模型交互的高效工具，支持工具调用、结果处理、追踪等功能，涵盖多种应用场景，如研究助手、财务研究等，能显著提升开发效率，让开发者更轻松地利用 OpenAI 的技术优势。

Hunyuan3D-2

Hunyuan3D-2

高分辨率纹理 3D 资产生成

Hunyuan3D-2 是腾讯开发的用于 3D 资产生成的强大工具，支持从文本描述、单张图片或多视角图片生成 3D 模型，具备快速形状生成能力，可生成带纹理的高质量 3D 模型，适用于多个领域，为 3D 创作提供了高效解决方案。

3FS

3FS

一个具备存储、管理和客户端操作等多种功能的分布式文件系统相关项目。

3FS 是一个功能强大的分布式文件系统项目，涵盖了存储引擎、元数据管理、客户端工具等多个模块。它支持多种文件操作，如创建文件和目录、设置布局等，同时具备高效的事件循环、节点选择和协程池管理等特性。适用于需要大规模数据存储和管理的场景，能够提高系统的性能和可靠性，是分布式存储领域的优质解决方案。

下拉加载更多