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KunServe: Un Cambio de Juego para los Modelos de Lenguaje

Descubre cómo KunServe mejora la interacción con modelos de lenguaje grandes al optimizar la gestión de la memoria.

Rongxin Cheng, Yifan Peng, Yuxin Lai, Xingda Wei, Rong Chen, Haibo Chen

― 6 minilectura


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Los modelos de lenguaje grandes (LLMs) están cambiando cómo interactuamos con la tecnología. Se usan en chatbots, ayudantes de programación y asistentes virtuales. Pero usar estos modelos puede ser complicado, sobre todo cuando llegan muchas Solicitudes a la vez. A veces, incluso pueden congelarse o ralentizarse por problemas de memoria. En términos simples, los recursos de memoria de estos modelos pueden saturarse, lo que provoca retrasos que frustran a los usuarios que quieren respuestas rápidas.

Este artículo se centra en un nuevo sistema llamado KunServe, diseñado para hacer que el uso de LLMs sea más fluido y eficiente. KunServe tiene en cuenta los desafíos únicos que enfrentan los LLMs y ofrece una forma nueva de gestionar la memoria que ayuda a mantener todo funcionando sin problemas, incluso durante momentos de alta demanda.

El desafío de la gestión de memoria en LLMs

Al servir LLMs, hay dos factores principales que son importantes: el tiempo para generar el primer token y el tiempo entre los tokens subsiguientes. Ambos afectan la experiencia del usuario. A los usuarios no les gusta esperar mucho, especialmente si están chateando con un bot o recibiendo ayuda de programación.

El problema surge porque los LLMs necesitan llevar un control de su memoria interna, llamada KVCache, mientras generan respuestas. Cuando llegan muchas solicitudes a la vez, el sistema puede quedarse sin memoria, causando retrasos tanto para las nuevas solicitudes como para los procesos en curso.

Enfoques tradicionales para la gestión de memoria

Muchos sistemas existentes intentan gestionar la memoria dejando caer algunas partes del KVCache o moviéndolo. Sin embargo, estos enfoques tienen sus fallos. Por ejemplo, dejar caer KVCache puede interrumpir solicitudes en curso, mientras que moverlo puede llevar tiempo y causar retrasos.

En esencia, los métodos existentes suelen quedarse cortos porque priorizan las solicitudes actuales o las que están por llegar, pero luchan por equilibrarlas a ambas.

La gestión de memoria centrada en Parámetros de KunServe

KunServe introduce un nuevo enfoque basado en la idea de que se pueden ajustar los parámetros del modelo de forma más flexible. En lugar de centrarse solo en el KVCache, KunServe permite dejar caer o ajustar los parámetros del modelo cuando la memoria se agota. De este modo, se pueden seguir sirviendo solicitudes sin causar grandes interrupciones.

El sistema está diseñado para liberar memoria para las solicitudes que llegan al eliminar algunos parámetros, pero sin perder completamente el control de las solicitudes en curso. Este enfoque ayuda a evitar los retrasos frustrantes que enfrentan los usuarios cuando se reducen los recursos de memoria.

Observaciones que llevaron a un nuevo enfoque

Al estudiar el problema, los investigadores hicieron dos observaciones clave:

  1. Los parámetros del modelo se replican: En muchas configuraciones, los parámetros del modelo se copian en múltiples GPUs. Esto significa que si se eliminan algunos parámetros de una GPU, otros aún pueden ayudar a que el sistema funcione sin problemas.

  2. KVCache y los parámetros del modelo no siempre necesitan estar juntos: Muchas operaciones no requieren tanto el KVCache como los parámetros al mismo tiempo. Esto significa que es posible realizar algunas tareas incluso si algunos parámetros no están disponibles temporalmente.

El mecanismo de atención remota

Para mejorar aún más el sistema, KunServe introduce una característica ingeniosa llamada atención remota. Esencialmente, cuando el sistema necesita eliminar parámetros, aún puede ejecutar operaciones utilizando el KVCache que está disponible en otras GPUs. Esto permite una comunicación sin interrupciones y un funcionamiento suave de las solicitudes, incluso cuando algunos parámetros no están disponibles localmente.

Evaluación de KunServe

Los experimentos demuestran que KunServe reduce eficazmente los retrasos causados por la disminución de memoria. Durante las pruebas con datos del mundo real, el sistema mostró una reducción notable en la latencia, convirtiéndose en una solución prometedora para LLMs que a menudo enfrentan desafíos de memoria.

Resultados de diferentes cargas de trabajo

KunServe fue probado en diferentes tipos de cargas de trabajo, lo que ayudó a resaltar su flexibilidad y eficiencia. Ya sea trabajando con chatbots, asistentes de programación o sistemas de respuesta a preguntas, KunServe consistentemente superó a los enfoques tradicionales, especialmente durante períodos de alta demanda.

Cómo funciona KunServe

Gestión de memoria elástica

KunServe emplea una estrategia de gestión de memoria dinámica que se adapta a la carga actual. Cuando el sistema detecta posibles faltantes de memoria, elimina parámetros innecesarios para liberar espacio. Lo mejor de este sistema es que puede hacer esto sobre la marcha, asegurando que las solicitudes aún se procesen sin largas esperas.

Cooperación entre GPUs

En este modelo, las GPUs pueden comunicarse entre sí para compartir recursos y garantizar que las tareas sigan progresando. Al agrupar recursos, KunServe mantiene altos niveles de rendimiento en todo el sistema.

Intercambio de KVCache en vivo

Cuando el sistema experimenta fluctuaciones de carga, puede participar en un intercambio de KVCache en vivo, donde diferentes GPUs comparten datos en caché de manera eficiente. Esto minimiza la necesidad de que las solicitudes esperen a que se libere memoria, acelerando los tiempos de respuesta.

La experiencia del usuario

Uno de los principales objetivos de KunServe es mejorar la experiencia del usuario. Al reducir el tiempo que tardan en procesarse las solicitudes, el sistema asegura que las interacciones se sientan más fluidas. Es menos probable que los usuarios noten retrasos, haciendo que su experiencia con los LLMs sea mucho más agradable.

Conclusión

KunServe representa un gran avance en la tecnología de servicio de LLMs. Su enfoque único centrado en los parámetros y sus ingeniosas técnicas de gestión de memoria le permiten manejar solicitudes de manera más eficiente que los sistemas tradicionales. Al abordar los desafíos específicos asociados con los LLMs, KunServe ayuda a garantizar que los usuarios reciban respuestas rápidas, incluso durante períodos de alta demanda.

El futuro de los LLMs se ve más brillante con sistemas como KunServe, facilitando que más personas disfruten de los beneficios de la avanzada tecnología de IA sin las frustrantes esperas. Ya sea chateando con un bot, recibiendo ayuda de programación o interactuando con agentes interactivos, los usuarios ahora pueden esperar una experiencia más fluida y rápida.

Con KunServe abriendo el camino, quizás la frase "Un momento, por favor" pronto se convierta en cosa del pasado en el mundo de las interacciones de IA.

Fuente original

Título: KunServe: Elastic and Efficient Large Language Model Serving with Parameter-centric Memory Management

Resumen: The stateful nature of large language model (LLM) servingcan easily throttle precious GPU memory under load burstor long-generation requests like chain-of-thought reasoning,causing latency spikes due to queuing incoming requests. However, state-of-the-art KVCache centric approaches handleload spikes by dropping, migrating, or swapping KVCache,which faces an essential tradeoff between the performance ofongoing vs. incoming requests and thus still severely violatesSLO.This paper makes a key observation such that model param-eters are independent of the requests and are replicated acrossGPUs, and thus proposes a parameter-centric approach byselectively dropping replicated parameters to leave preciousmemory for requests. However, LLM requires KVCache tobe saved in bound with model parameters and thus droppingparameters can cause either huge computation waste or longnetwork delay, affecting all ongoing requests. Based on the ob-servation that attention operators can be decoupled from otheroperators, this paper further proposes a novel remote attentionmechanism through pipeline parallelism so as to serve up-coming requests with the additional memory borrowed fromparameters on remote GPUs. This paper further addresses sev-eral other challenges including lively exchanging KVCachewith incomplete parameters, generating an appropriate planthat balances memory requirements with cooperative exe-cution overhead, and seamlessly restoring parameters whenthe throttling has gone. Evaluations show thatKUNSERVEreduces the tail TTFT of requests under throttling by up to 27.3x compared to the state-of-the-art.

Autores: Rongxin Cheng, Yifan Peng, Yuxin Lai, Xingda Wei, Rong Chen, Haibo Chen

Última actualización: 2024-12-25 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.18169

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.18169

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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