KunServe: Un cambiamento di gioco per i modelli di linguaggio
Scopri come KunServe migliora l'interazione con i modelli di linguaggio di grandi dimensioni ottimizzando la gestione della memoria.
Rongxin Cheng, Yifan Peng, Yuxin Lai, Xingda Wei, Rong Chen, Haibo Chen
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Indice
- La Sfida della Gestione della Memoria negli LLM
- Approcci Tradizionali alla Gestione della Memoria
- La Gestione della Memoria Centrata sui Parametri di KunServe
- Osservazioni Che Hanno Portato a un Nuovo Approccio
- Il Meccanismo di Attenzione Remota
- Valutazione di KunServe
- Risultati da Vari Carichi di Lavoro
- Come Funziona KunServe
- Gestione della Memoria Elastico
- Cooperazione Tra GPU
- Scambio Live di KVCache
- L'Esperienza dell'Utente
- Conclusione
- Fonte originale
I grandi modelli di linguaggio (LLM) stanno cambiando il modo in cui interagiamo con la tecnologia. Vengono usati nei chatbot, nei helper per la programmazione e nei assistenti virtuali. Tuttavia, usare questi modelli può essere complicato, soprattutto quando arrivano molte Richieste contemporaneamente. A volte, possono anche bloccarsi o rallentare a causa di tagli di memoria. In termini semplici, le risorse di memoria di questi modelli possono essere sopraffatte, portando a ritardi che possono essere frustranti per gli utenti che vogliono risposte rapide.
Questo articolo si concentra su un nuovo sistema chiamato KunServe, progettato per rendere il servizio degli LLM più fluido ed efficiente. KunServe tiene conto delle sfide uniche che affrontano gli LLM e offre un modo fresco per gestire la memoria, aiutando a mantenere tutto in funzione senza intoppi anche durante i periodi intensi.
La Sfida della Gestione della Memoria negli LLM
Quando si servono gli LLM, due fattori principali sono importanti: il tempo per generare il primo token e il tempo tra i token successivi. Entrambi influenzano l'esperienza dell'utente. Gli utenti non vogliono aspettare troppo, specialmente se stanno chattando con un bot o ricevendo aiuto nella programmazione.
Il problema sorge perché gli LLM devono tenere traccia della loro memoria interna, chiamata KVCache, mentre generano risposte. Quando arrivano molte richieste contemporaneamente, il sistema può esaurire la memoria, causando ritardi sia per le nuove richieste che per i processi in corso.
Approcci Tradizionali alla Gestione della Memoria
Molti sistemi esistenti cercano di gestire la memoria scegliendo di scartare parte del KVCache o spostandolo. Tuttavia, questi approcci hanno i loro difetti. Ad esempio, scartare il KVCache può interrompere le richieste in corso, mentre spostarlo può richiedere tempo e portare a ritardi.
In sostanza, i metodi esistenti di solito non sono sufficienti perché danno priorità alle richieste attuali o a quelle in arrivo, ma faticano a bilanciare entrambe.
Parametri di KunServe
La Gestione della Memoria Centrata suiKunServe introduce un nuovo approccio basato sull'idea che i parametri del modello possano essere regolati in modo più flessibile. Invece di concentrarsi solo sul KVCache, KunServe permette di scartare o regolare i parametri del modello quando la memoria scarseggia. In questo modo, il servizio delle richieste può continuare senza intoppi, senza causare interruzioni importanti.
Il sistema è progettato per liberare memoria per le richieste in arrivo rimuovendo alcuni parametri, ma senza perdere completamente il controllo delle richieste in corso. Questo approccio aiuta ad evitare i ritardi frustranti che gli utenti devono affrontare quando si verifica un throttling della memoria.
Osservazioni Che Hanno Portato a un Nuovo Approccio
Mentre i ricercatori studiavano il problema, hanno fatto due osservazioni chiave:
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I Parametri del Modello Sono Replicati: In molti setup, i parametri del modello sono copiati su più GPU. Questo significa che se alcuni parametri vengono scartati da una GPU, altri possono comunque aiutare a mantenere il sistema in funzione senza problemi.
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KVCache e Parametri del Modello Non Necessitano Sempre di Essere Insieme: Molte operazioni non richiedono sia il KVCache che i parametri contemporaneamente. Questo significa che è possibile eseguire alcuni compiti anche se alcuni parametri non sono temporaneamente disponibili.
Il Meccanismo di Attenzione Remota
Per migliorare ulteriormente il sistema, KunServe introduce una caratteristica intelligente chiamata attenzione remota. In sostanza, quando il sistema deve scartare parametri, può comunque eseguire operazioni utilizzando il KVCache disponibile su altre GPU. Questo consente una comunicazione fluida e un funzionamento regolare delle richieste anche quando alcuni parametri non sono disponibili localmente.
Valutazione di KunServe
Esperimenti dimostrano che KunServe riduce efficacemente i ritardi causati dal throttling della memoria. Durante i test usando dati del mondo reale, il sistema ha mostrato una notevole riduzione della latenza, rendendolo una soluzione promettente per gli LLM che affrontano spesso sfide di memoria.
Risultati da Vari Carichi di Lavoro
KunServe è stato testato su diversi tipi di carichi di lavoro, il che ha aiutato a mettere in evidenza la sua flessibilità e efficienza. Che si tratti di chatbot, assistenti per la programmazione o sistemi di domande e risposte, KunServe ha costantemente performato meglio degli approcci tradizionali, particolarmente durante i periodi di alta richiesta.
Come Funziona KunServe
Gestione della Memoria Elastico
KunServe utilizza una strategia di gestione della memoria dinamica che si adatta al carico attuale. Quando il sistema rileva potenziali carenze di memoria, scarta parametri non necessari per liberare spazio. La bellezza di questo sistema è che può farlo al volo, garantendo che le richieste possano ancora essere elaborate senza lunghe attese.
Cooperazione Tra GPU
In questo modello, le GPU possono comunicare tra loro per condividere risorse e garantire che i compiti continuino a progredire. Mettendo insieme le risorse, KunServe mantiene elevati livelli di prestazione in tutto il sistema.
Scambio Live di KVCache
Quando il sistema subisce fluttuazioni di carico, può impegnarsi in uno scambio live di KVCache, dove diverse GPU condividono i dati memorizzati in cache in modo efficiente. Questo riduce al minimo la necessità per le richieste di aspettare che la memoria venga liberata, accelerando i tempi di risposta.
L'Esperienza dell'Utente
Uno degli obiettivi principali di KunServe è migliorare l'esperienza dell'utente. Riducendo il tempo necessario per elaborare le richieste, il sistema assicura che le interazioni siano fluide. Gli utenti sono meno propensi a notare ritardi, rendendo la loro esperienza con gli LLM molto più piacevole.
Conclusione
KunServe rappresenta un passo avanti significativo nella tecnologia di servizio degli LLM. Il suo approccio unico centrato sui parametri e le tecniche di gestione della memoria intelligenti consentono di gestire le richieste in modo più efficiente rispetto ai sistemi tradizionali. Affrontando le sfide specifiche associate agli LLM, KunServe aiuta a garantire che gli utenti ricevano risposte rapide, anche durante i periodi di alta richiesta.
Il futuro degli LLM sembra più luminoso con sistemi come KunServe, rendendo più facile per più persone godere dei benefici della tecnologia AI avanzata senza le frustrazioni delle attese. Che si tratti di chattare con un bot, ricevere aiuto nella programmazione o interagire con agenti interattivi, gli utenti possono ora aspettarsi un'esperienza più fluida e veloce.
Con KunServe che guida la strada, forse la frase "Un momento, per favore" diventerà presto un ricordo del passato nel mondo delle interazioni AI!
Titolo: KunServe: Elastic and Efficient Large Language Model Serving with Parameter-centric Memory Management
Estratto: 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.
Autori: Rongxin Cheng, Yifan Peng, Yuxin Lai, Xingda Wei, Rong Chen, Haibo Chen
Ultimo aggiornamento: 2024-12-25 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2412.18169
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.18169
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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