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# コンピューターサイエンス # 分散・並列・クラスターコンピューティング

マイクロサービングで言語モデルを革命化する

LLMマイクロサービスがAIアプリケーションの効率と柔軟性をどう高めるかを発見しよう。

Hongyi Jin, Ruihang Lai, Charlie F. Ruan, Yingcheng Wang, Todd C. Mowry, Xupeng Miao, Zhihao Jia, Tianqi Chen

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LLMマイクロサービス: LLMマイクロサービス: AIが変わった クノロジーを革命的に変えよう。 柔軟なLLMソリューションでメディアとテ
目次

最近、巨大言語モデル(LLM)がかなり人気になってるよね。テキストを生成したり、質問に答えたり、コードを書いたりと色んなことができる。もっと多くの人がこれらのモデルを使うようになるにつれて、効率よく作業を手助けするためのより良いシステムの必要性が高まってきた。この時に「LLMマイクロサービング」という考え方が登場するんだ。

LLMマイクロサービングって何?

LLMマイクロサービングを、これらの言語モデルが動作する方法を賢く整理する方法だと考えてみて。レストランで異なるタスクを担当するシェフがいるみたいに、LLMマイクロサービングはさまざまなコンピューティングユニットの間で責任を分担するんだ。これによって、LLMを使う際に速度が上がり、リソースの管理がうまくいくんだよ。

LLMに質問をしたり、タスクを与えたりすると、そのプロセスは段階に分けることができる。従来のLLMシステムでは、このプロセスは大きな工場の組み立てラインのように機能してて、操作が始まる前に全てがセットされていて、変更が難しいことが多い。例えば、顧客が多すぎると、オペレーションをスケールアップするのに時間がかかる。でも、LLMマイクロサービングなら、もっと柔軟で適応力があるんだ。

効率の必要性

LLMが大きなタスクを扱ったり、より多くのユーザーをサポートしたりする必要があるから、しっかりしたサポートシステムが求められる。大規模なコンサートを想像してみて。オーディオシステムが何千人もの人に対応しなきゃいけない。LLMも同じように、リクエストを迅速に処理しながら圧倒されないようにするために、しっかりした構成が必要なんだ。

複数のGPU(グラフィック処理ユニット)や処理ノードと一緒に作業すると、いろんな調整方法が関わってくる。一部のシステムでは、データの準備(プレフィリング)と出力生成(デコーディング)のタスクを分けることができる。これは、あるシェフが材料を準備して、別のシェフが料理を作るみたいなもんだ。この分離はLLMシステムの全体的なパフォーマンスを最適化するのに役立つ。

現在の課題

今のほとんどのLLMサービスはリクエストの処理が固定的。ちょっと一様なジャケットみたいなもので、一部の人には合うけど、全ての人には合わないことが多い。今のシステムはユーザーに基本的なAPIを提供することが多く、カスタマイズの余地があまりない。もしビジネスがLLMの動作方法を変えたい場合-たとえばリクエストの処理方法を変更したいとき-多くの場合、全てを止めて変更して、システムを再起動しないといけない。これが大きな遅延や混乱を引き起こすことがあるんだ。

私たちの解決策:マルチレベルアーキテクチャ

これらの問題に取り組んで、ユーザーにシステムをより操作できるようにするために、LLMマイクロサービングの新しいアーキテクチャを導入するよ。このアーキテクチャは、柔軟性と変化への対応力を保つように設計されてる。

アーキテクチャの主要部分

  1. プログラム可能ルーター:これは私たちのLLMマイクロサービングの設定におけるトラフィックディレクターみたいなもんだ。ユーザーがリクエストを出すと、ルーターがそれを適切なリソースに誘導する。ユーザーのリクエストを小さい、扱いやすいタスクに変換して、いろんな方法で処理できるようにするんだ。私たちのルーターのプログラミングはシンプルでフレンドリーだから、ユーザーが自分のニーズに合わせて簡単に調整できるよ。

  2. 統一KVキャッシュインターフェース:キャッシュはデータの取得を早くする一時的なストレージスペースだ。私たちの統一KV(キー-バリュー)キャッシュは賢いんだ。データの保存とアクセスの仕方を整理して、全てがスムーズに動くようにしてる。これにより、処理済みのデータを再利用する場合でも、新しいデータを必要なところに送る場合でも、迅速に対応できるんだ。

  3. ファイングレインREST API:これらはユーザーがシステムと詳細にやり取りできるツールだ。APIを使えば、開発者は単に一般的なサービスではなく、もっと特定の機能や特徴にアクセスできる。これは、シンプルなスイッチではなく、高機能なリモコンを持つようなもんだ。

LLMマイクロサービングのメリット

このマルチレベルの設定にはいくつかの利点があるよ:

柔軟性

プログラム可能なルーターとファイングレインAPIがあれば、開発者は自分のLLMサービスの動作を簡単に調整できる。トラフィックが急に増えたり変わったりしても、システムは全体のオペレーションを止めることなく適応できる。

効率

統一KVキャッシュは冗長性を減らす助けになる。つまり、データがすでに処理されてる場合、再度処理する必要がないってこと。これで時間とコンピューティングパワーを節約できる。

パフォーマンス

私たちのアプローチはトップクラスのパフォーマンスを維持しつつ、柔軟な再構成を可能にする。新しい戦略や構成を試しても、迅速な応答が期待できるってこと。

新しい戦略のサポート

開発者はさまざまな方法を試して、自分のニーズに最適なものを見つけることができる。LLMが多様なアプリケーションに取り入れられるようになるにつれて、これは特に重要だよ。

実際のアプリケーション

じゃあ、LLMマイクロサービングがどこで使われているか見てみようか?アプリケーションは広範囲にわたるよ!

カスタマーサービス

カスタマーサービスのボットが、注文の追跡からFAQへの回答まで、複数の問い合わせを同時に処理できるって想像してみて。LLMマイクロサービングを使えば、ボットはタスクをシームレスに切り替えながら、より迅速で正確な応答ができるんだ。

コンテンツ作成

ライターやマーケターのために、LLMはコンテンツのアイデアを生成したり、記事のドラフトを作成したりするのを手伝える。マイクロサービングを使うことで、ユーザーはコンテンツ生成の方法を微調整できるんだ。サクッとしたドラフトが必要な場合も、詳細でニュアンスのある作品が欲しい場合も対応できるよ。

教育ツール

教育において、LLMはチューターやインタラクティブラーニングパートナーとして機能することができ、生徒の質問に基づいてアプローチを調整できる。学習者のニーズに基づいて、複雑な応答や簡略化された応答を得ることができるのも、柔軟なマイクロサービングアーキテクチャで可能なんだ。

調整戦略の例

LLMマイクロサービングを使うとき、いくつかの異なる戦略を使うことができる。以下にいくつかの例を挙げるよ:

プレフィル-デコードの分離

この戦略はプレフィルとデコードの段階を分けるもので、システムの一部がデータを準備している間に、別の部分が出力を生成できる。これは、医療スタッフが一つの部屋で薬を準備して、医者が別の部屋で患者の治療をしているようなものだ。これで待ち時間が短縮され、効率が増すんだ。

コンテキストマイグレーション

特定のアプリケーション、特にユーザーの履歴に基づく迅速な応答が必要な場合、コンテキストマイグレーションは関連情報をユニット間で渡すことを可能にする。これで、応答が前のやり取りに基づいて調整され、より適切で情報に基づいたものになる。

ロードバランシング

リクエストが大量に入ったときは、ロードバランシングがタスクをさまざまな処理ユニットにシフトさせる。これによってボトルネックを避けて、どのユニットも圧倒されないようにできるんだ。

LLMマイクロサービングの実装

このシステムの実装は、既存の技術やフレームワークを組み合わせることを含む。開発者は既に利用可能なツールを活用しつつ、自分のニーズに合わせた新しいソリューションを統合できるよ。

エンドツーエンドの設定

全てを連携させるためには、ルーター、キャッシュ、APIが同じ言語で話すようにするための包括的な設計やコーディングが必要だ。これがちょっと大変そうに聞こえるかもしれないけど、私たちのアーキテクチャはプロセスをシンプルにしてるから、ユーザーは複雑すぎるコードに潜らなくても目標を達成できるんだ。

パフォーマンステスト

全てが設定されたら、パフォーマンスをテストすることが重要だ。これは、さまざまなタスクを実行して、各システムがどれだけ早く効率よく反応するかを測定することを含むよ。オンラインフォーラムからの会話のような異なるデータセットを使うことで、モデルがさまざまな条件下でどれだけうまく機能するかを理解するのに役立つ。

LLMマイクロサービングの未来

技術が進化し続ける中で、LLMマイクロサービングはハードウェアやソフトウェアの進歩の恩恵を受けることになるよ。このアプローチの柔軟性と効率性は、より多くのユーザーが高度なAIとのインタラクションを求めるようになったときに、インフラストラクチャがそれに応じて適応できることを意味してるんだ。

さらなるカスタマイズ

これから先、さらにカスタマイズのオプションが増えるかもしれない。ユーザーは自分の好みや業界の要件に基づいて独自の設定を作ることができるようになるかも。特定のタスク、スキル、ワークフローのために特別な機能が組み込まれるかもしれないね。

より良いコラボレーション

異なる組織がLLMマイクロサービングを採用することで、ベストプラクティスや革新的な方法を共有するためにコラボレーションするかもしれない。このコラボレーションは、関与する全員に利益をもたらす進展をもたらすことができるよ。

より高いアクセス性

システムがよりユーザーフレンドリーで技術的でなくなるにつれて、一般の人々がこれらの強力なモデルを利用できる能力が高まるだろう。学生やライター、趣味の人たちがコンピュータサイエンスの博士号がなくてもLLMの力を活用するのを想像してみて!

結論

LLMマイクロサービングは、人工知能の世界におけるエキサイティングな進展なんだ。柔軟で効率的、かつユーザーフレンドリーな方法で言語モデルを管理することで、このアプローチは強力なAIツールを誰にでもアクセスできるようにすることを目指してる。ビジネスでも個人でも、可能性は広がっていて、未来は明るいよ。

だから、小さなビジネスを運営してる人、大きな企業の人、それともLLMの能力に興味がある人、マイクロサービングがもたらすエキサイティングな可能性に注目してみて。もしかしたら、思っているより早く、よく知ってる、あるいはウィットに富んだAIとおしゃべりすることになるかもしれないよ!

オリジナルソース

タイトル: A System for Microserving of LLMs

概要: 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.

著者: Hongyi Jin, Ruihang Lai, Charlie F. Ruan, Yingcheng Wang, Todd C. Mowry, Xupeng Miao, Zhihao Jia, Tianqi Chen

最終更新: Dec 16, 2024

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2412.12488

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2412.12488

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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