Die Sprachmodelle mit Microserving revolutionieren
Entdecke, wie LLM-Mikrodienste die Effizienz und Flexibilität in KI-Anwendungen verbessern.
Hongyi Jin, Ruihang Lai, Charlie F. Ruan, Yingcheng Wang, Todd C. Mowry, Xupeng Miao, Zhihao Jia, Tianqi Chen
― 8 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
- Was ist LLM Microserving?
- Der Bedarf an Effizienz
- Aktuelle Herausforderungen
- Unsere Lösung: Eine Mehr-Ebenen-Architektur
- Wichtige Teile der Architektur
- Vorteile von LLM Microserving
- Flexibilität
- Effizienz
- Leistung
- Unterstützung neuer Strategien
- Anwendungsbeispiele in der Realität
- Kundenservice
- Inhaltserstellung
- Bildungstools
- Beispiele für Koordinationsstrategien
- Prefill-Decode Disaggregation
- Context Migration
- Load Balancing
- Implementierung von LLM Microserving
- End-to-End-Setup
- Leistungstest
- Die Zukunft von LLM Microserving
- Mehr Anpassungsmöglichkeiten
- Verbesserte Zusammenarbeit
- Grössere Zugänglichkeit
- Fazit
- Originalquelle
- Referenz Links
In den letzten Jahren sind grosse Sprachmodelle (LLMs) ziemlich beliebt geworden. Sie können eine Vielzahl von Aufgaben erledigen, von Textgenerierung über Fragenbeantwortung bis hin zum Programmieren. Je mehr Menschen diese Modelle nutzen, desto grösser wird der Bedarf an besseren Systemen, die ihnen helfen, effizient zu arbeiten. Hier kommt das Konzept des "LLM Microserving" ins Spiel.
Was ist LLM Microserving?
Denk an LLM Microserving als eine smarte Art, wie diese Sprachmodelle organisiert sind. Genau wie ein Restaurant verschiedene Köche für unterschiedliche Aufgaben in der Küche hat, teilt LLM Microserving die Verantwortlichkeiten auf verschiedene Computer-Einheiten auf. Das hilft dabei, alles schneller zu machen und die Ressourcen besser zu verwalten, wenn man LLMs nutzt.
Wenn du einem LLM eine Frage stellst oder ihm eine Aufgabe gibst, durchläuft es einen Prozess, der in Stufen unterteilt werden kann. Traditionell funktioniert dieser Prozess in vielen LLM-Systemen eher wie eine grosse Fabrik-Produktionslinie, bei der alles festgelegt ist, bevor der Betrieb beginnt, und Änderungen können schwierig sein. Zum Beispiel, wenn zu viele Kunden kommen, kann es eine Weile dauern, bis man die Operation hochfahren kann. Mit LLM Microserving gibt es jedoch viel mehr Flexibilität und Anpassungsfähigkeit.
Der Bedarf an Effizienz
Da LLMs gebeten werden, grössere Aufgaben zu erledigen oder mehr Nutzer zu unterstützen, brauchen sie solide Unterstützungssysteme. Stell dir ein riesiges Konzert vor, bei dem das Audiosystem Tausende von Menschen bedienen muss. Genauso brauchen LLMs ein gut strukturiertes Setup, um sicherzustellen, dass sie Anfragen schnell bedienen, ohne überfordert zu werden.
Bei der Arbeit mit mehreren GPUs (Grafikprozessoren) oder Verarbeitungs-Knoten kommen unterschiedliche Koordinationsmethoden ins Spiel. Zum Beispiel können einige Systeme die Aufgaben der Datenvorbereitung (Prefilling) und der Ergebnisgenerierung (Decoding) trennen. Das ist wie wenn ein Koch die Zutaten vorbereitet, während ein anderer das Essen kocht. Diese Trennung hilft, die Gesamtleistung der LLM-Systeme zu optimieren.
Aktuelle Herausforderungen
Die meisten LLM-Dienste heute haben eine festgelegte Art, Anfragen zu bearbeiten. Es ist ein bisschen wie eine Einheitsjacke; sie passt vielleicht einigen, aber nicht allen. Die aktuellen Systeme präsentieren den Nutzern oft eine grundlegende API, bei der es nicht viel Raum für Anpassungen gibt. Wenn ein Unternehmen die Art und Weise ändern möchte, wie ihr LLM funktioniert – sagen wir, wie Anfragen bearbeitet werden – müssen sie oft alles stoppen, Änderungen vornehmen und das System neu starten. Das kann zu erheblichen Verzögerungen und Unterbrechungen führen.
Unsere Lösung: Eine Mehr-Ebenen-Architektur
Um diese Probleme anzugehen und den Nutzern mehr Kontrolle über ihre Systeme zu geben, stellen wir eine neue Architektur für LLM Microserving vor. Diese Architektur soll flexibel und reaktionsfähig auf Veränderungen bleiben.
Wichtige Teile der Architektur
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Programmable Router: Das ist wie der Verkehrsleiter in unserem LLM Microserving-Setup. Wenn ein Nutzer eine Anfrage stellt, leitet der Router sie an die richtigen Ressourcen weiter. Er verwandelt die Anfrage des Nutzers in kleinere, handhabbare Aufgaben, die auf verschiedene Weisen bearbeitet werden können. Die Programmierung unseres Routers ist einfach und freundlich, sodass die Nutzer ihre Bedürfnisse leicht anpassen können.
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Unified KV Cache Interface: Cache ist ein temporärer Speicher, der hilft, die Datenabrufgeschwindigkeit zu erhöhen. Unser einheitlicher KV (Key-Value) Cache ist clever; er organisiert, wie die Daten gespeichert und abgerufen werden, was dafür sorgt, dass alles reibungslos läuft. Das bedeutet, dass unser System schnell auf verschiedene Situationen reagieren kann, egal ob es darum geht, Daten wiederzuverwenden, die bereits bearbeitet wurden, oder neue Daten dorthin zu senden, wo sie gebraucht werden.
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Fine-Grained REST APIs: Das sind die Werkzeuge, die es Nutzern ermöglichen, detailliert mit dem System zu interagieren. Die APIs erlauben Entwicklern, auf spezifischere Funktionen und Features zuzugreifen, anstatt nur einen langweiligen Oberflächenservice. Es ist wie eine High-Tech-Fernbedienung statt nur einem einfachen Schalter.
Vorteile von LLM Microserving
Dieses Mehr-Ebenen-Setup bietet mehrere Vorteile:
Flexibilität
Mit dem programmierbaren Router und den feingranularen APIs können Entwickler leicht anpassen, wie ihre LLM-Dienste funktionieren. Wenn der Verkehr plötzlich ansteigt oder sich ändert, können die Systeme sich anpassen, ohne den ganzen Betrieb stoppen zu müssen.
Effizienz
Der einheitliche KV-Cache hilft, Redundanzen zu verringern, was bedeutet, dass wenn Daten bereits bearbeitet wurden, sie nicht erneut bearbeitet werden müssen. Das spart sowohl Zeit als auch Rechenleistung.
Leistung
Unser Ansatz sorgt für eine erstklassige Leistung und ermöglicht gleichzeitig eine dynamische Neukonfiguration. Das bedeutet, dass die Nutzer schnelle Antworten erwarten können, selbst wenn sie neue Strategien oder Konfigurationen ausprobieren.
Unterstützung neuer Strategien
Entwickler können schnell verschiedene Methoden ausprobieren, um zu sehen, was für ihre spezifischen Bedürfnisse am besten funktioniert. Das ist besonders wichtig, da LLMs immer mehr in verschiedene Anwendungen integriert werden.
Anwendungsbeispiele in der Realität
Wo können wir also LLM Microserving in Aktion sehen? Die Anwendungen sind vielfältig und zahlreich!
Kundenservice
Stell dir einen Kundenservice-Bot vor, der verschiedene Anfragen gleichzeitig bearbeiten kann, von der Verfolgung von Bestellungen bis hin zur Beantwortung von FAQs. Mit LLM Microserving kann der Bot nahtlos zwischen Aufgaben wechseln und schnellere und genauere Antworten geben.
Inhaltserstellung
Für Schriftsteller oder Vermarkter können LLMs helfen, Content-Ideen zu generieren oder sogar Artikel zu entwerfen. Durch die Nutzung von Microserving können die Nutzer genau anpassen, wie sie den Inhalt erstellt haben möchten, egal ob sie schnelle Entwürfe oder detaillierte, nuancierte Stücke brauchen.
Bildungstools
Im Bildungsbereich können LLMs als Tutoren oder interaktive Lernpartner fungieren, die ihren Ansatz basierend auf den Fragen der Schüler anpassen. Adaptive Antworten, die je nach Bedarf des Lernenden komplexer oder einfacher werden, können durch eine flexible Microserving-Architektur erreicht werden.
Beispiele für Koordinationsstrategien
Bei der Nutzung von LLM Microserving können verschiedene Strategien eingesetzt werden. Hier sind einige Beispiele:
Prefill-Decode Disaggregation
Diese Strategie trennt die Pre-Fill- und Decoding-Phasen. Sie ermöglicht es einem Teil des Systems, Daten vorzubereiten, während ein anderer Teil das Ergebnis generiert. Das ist wie wenn medizinisches Personal in einem Raum Medikamente vorbereitet, während die Ärzte in einem anderen Raum sich um die Patienten kümmern. Das kann zu verkürzten Wartezeiten und gesteigerter Effizienz führen.
Context Migration
In bestimmten Anwendungen, besonders denen, die zeitnahe Antworten basierend auf der Nutzerhistorie benötigen, ermöglicht die Context Migration, relevante Informationen zwischen Einheiten zu übertragen. Das stellt sicher, dass die Antworten massgeschneidert und durch vorherige Interaktionen informiert sind.
Load Balancing
Wenn zu viele Anfragen hereinkommen, wird Load Balancing eingesetzt, um Aufgaben an verschiedene Verarbeitungseinheiten zu verteilen. Das hilft, Engpässe zu vermeiden und sicherzustellen, dass keine einzelne Einheit überfordert wird.
Implementierung von LLM Microserving
Die Implementierung dieses Systems beinhaltet eine Kombination aus bestehenden Technologien und Frameworks. Entwickler können bereits verfügbare Tools nutzen und neue Lösungen integrieren, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind.
End-to-End-Setup
Um alles zusammenzubringen – den Router, Cache und APIs so zum Reden zu bringen, dass sie die gleiche Sprache sprechen – ist ein umfassendes Design und eine Codierung erforderlich. Auch wenn das einschüchternd klingt, vereinfacht unsere Architektur den Prozess, sodass die Nutzer ihre Ziele erreichen können, ohne in ein übermässig kompliziertes Chaos aus Code einzutauchen.
Leistungstest
Sobald alles eingerichtet ist, ist es wichtig, die Leistung zu testen. Das beinhaltet, verschiedene Aufgaben durchzuführen und zu messen, wie schnell und effizient jedes System reagiert. Die Nutzung unterschiedlicher Datensätze, wie Gespräche aus Online-Foren, hilft, zu verstehen, wie gut das Modell unter verschiedenen Bedingungen funktioniert.
Die Zukunft von LLM Microserving
Während sich die Technologie weiterentwickelt, wird LLM Microserving von Fortschritten in Hardware und Software profitieren. Die Flexibilität und Effizienz dieses Ansatzes bedeuten, dass, je mehr Nutzer anspruchsvolle KI-Interaktionen suchen, die Infrastruktur mithalten und sich anpassen kann.
Mehr Anpassungsmöglichkeiten
Ein Blick in die Zukunft zeigt, dass wahrscheinlich weitere Anpassungsoptionen auftauchen werden. Nutzer könnten die Möglichkeit haben, einzigartige Konfigurationen basierend auf ihren Vorlieben oder Branchenanforderungen zu erstellen. Das könnte spezielle Funktionen umfassen, die auf bestimmte Aufgaben, Fähigkeiten oder Arbeitsabläufe zugeschnitten sind.
Verbesserte Zusammenarbeit
Da verschiedene Organisationen LLM Microserving übernehmen, könnten sie zusammenarbeiten, um bewährte Praktiken oder innovative Methoden zu teilen. Diese Zusammenarbeit kann zu Fortschritten führen, die allen Beteiligten zugutekommen.
Grössere Zugänglichkeit
Da Systeme benutzerfreundlicher und weniger technisch werden, wird die Fähigkeit gewöhnlicher Menschen, diese leistungsstarken Modelle zu nutzen, zunehmen. Stell dir vor, Schüler, Schriftsteller und sogar Hobbyisten nutzen die Kraft von LLMs – ganz ohne einen Doktortitel in Informatik!
Fazit
LLM Microserving ist eine aufregende Entwicklung in der Welt der künstlichen Intelligenz. Indem es eine flexible, effiziente und benutzerfreundliche Möglichkeit bietet, Sprachmodelle zu verwalten, zielt dieser Ansatz darauf ab, leistungsstarke KI-Tools für alle zugänglich zu machen. Von Unternehmen bis Einzelpersonen sind die Möglichkeiten riesig, und die Zukunft sieht vielversprechend aus.
Also, egal ob du ein kleines Unternehmen führst, eine grosse Firma hast oder einfach nur neugierig auf die Möglichkeiten von LLMs bist, halte Ausschau nach den spannenden Möglichkeiten, die Microserving mit sich bringt. Wer weiss, vielleicht redest du schon bald mit einer gut informierten oder sogar witzigen KI!
Titel: A System for Microserving of LLMs
Zusammenfassung: The recent advances in LLMs bring a strong demand for efficient system support to improve overall serving efficiency. As LLM inference scales towards multiple GPUs and even multiple compute nodes, various coordination patterns, such as prefill-decode disaggregation and context migration, arise in serving systems. Most inference services today expose a coarse-grained request-level API with a pre-configured coordination strategy, limiting the ability to customize and dynamically reconfigure the coordination. In this paper, we propose LLM microserving, a multi-level architecture for structuring and programming LLM inference services. We introduces simple yet effective microserving APIs to support fine-grained sub-request level actions. A programmable router transforms user requests into sub-request calls, enabling the dynamic reconfiguration of serving patterns. To support diverse execution patterns, we develop a unified KV cache interface that handles various KV compute, transfer, and reuse scenarios. Our evaluation shows that LLM microserving can be reconfigured to support multiple disaggregation orchestration strategies in a few lines of Python code while maintaining state-of-the-art performance for LLM inference tasks. Additionally, it allows us to explore new strategy variants that reduce up to 47% of job completion time compared to the existing strategies.
Autoren: Hongyi Jin, Ruihang Lai, Charlie F. Ruan, Yingcheng Wang, Todd C. Mowry, Xupeng Miao, Zhihao Jia, Tianqi Chen
Letzte Aktualisierung: 2024-12-16 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2412.12488
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.12488
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.