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推論系統

WIDE 讓每個 token 動態裁剪注意力與 FFN,LLM 解碼端到端加速 1.55 倍

WIDE 將動態剪枝細化到 token 級的注意力頭群組與 FFN 通道群組,並同時支援 prefill 與 decode。研究在 50% 稀疏度下報告最高 4.95 倍核心層解碼加速,但端到端收益縮至 1.55 倍。

Expedition 35 Crew Image courtesy of the NASA Johnson Space Center, Image Science & Analysis Laboratory Derivative work including grading, noise reduction, lens distortion and vignetting correction and dust spot removal: Julian Herzog · Public domain · Image source
zh-Hant

大型語言模型的結構化剪枝通常會固定移除整層、注意力頭或 FFN 通道,容易部署,卻無法依 token 難度調整運算。新公開的 WIDE 改在每一層加入輕量路由器,讓各 token 分別選擇要執行的 query-head 群組與連續 FFN 通道群組;K、V 投影則維持稠密,避免動態決策破壞 KV cache。

訓練分成兩階段:先凍結骨幹,只以 Gumbel-Softmax 訓練二元路由;再選擇性加入 LoRA,修復剪枝造成的品質損失。執行端則重新排列遮罩,結合硬體無關的區塊跳過與依硬體調整的區塊內跳過,使細粒度稀疏不只停留在 FLOPs 數字。論文稱,在 50% 稀疏度下,WIDE 相對既有動態深度剪枝提高 55.1% 效能;核心層 prefill、decode 最多分別加速 1.98 倍與 4.95 倍,端到端則為 1.68 倍與 1.55 倍。

程式碼已公開,包含 Llama 3.1 8B 的訓練流程、FSDP2、評測設定及獨立動態剪枝核心庫。參考配置在四張 A100 40GB 上,路由校準約九小時,LoRA 修復另需十三小時,表示它並非零成本的即插即用優化。

工程團隊接下來應關注不同批次大小、上下文長度與 GPU 架構上的端到端表現。論文的高倍數主要是核心層結果;實際服務仍受路由開銷、記憶體搬移、排程與未被裁剪算子限制,也尚未證明能直接套用到量化模型、MoE 或主流推論伺服器。

來源

  1. WIDE: Boosting Adaptive LLM Inference via Token-level Dynamic Width Pruning
  2. WIDE source code in EIT-NLP/LLM-Pruning