Inference serving systems must balance throughput and latency under bursty, heterogeneous workloads, yet the industry standard remains static batching policies that require manual tuning and cannot adapt to shifting traffic. We investigate whether reinforcement learning (RL) can learn adaptive batching and routing policies that outperform these heuristics, training REINFORCE and PPO agents on a discrete-event simulator validated against queuing theory and production traces (Azure Functions, BurstGPT). We formulate the problem as an MDP over queue state, request type and GPU availability, evaluating across standard Poisson traffic, extreme bursts, real-world traces and heterogeneous multi-GPU routing. Our central finding is a clear boundary condition for RL's value in systems problems. In single-GPU settings, a well-tuned static batching policy is already near-optimal under Poisson-like arrivals and RL offers only marginal gains (+0.1% to +1.0%). In multi-GPU heterogeneous routing, however, where fast and slow requests compete for shared resources, the agent discovers a workload-segregation policy that eliminates Head-of-Line blocking, yielding a 3.5x (348%) improvement over Round-Robin and a 48% improvement over the strongest heuristic baseline (Shortest-Queue), with 60% higher throughput and 25% lower latency while respecting SLA constraints. The policy generalizes to unseen bursty and real-world traffic despite training only on synthetic Poisson arrivals and an attention-augmented policy network converges roughly 20% faster than an MLP baseline. These results suggest RL's advantage over engineered heuristics concentrates in combinatorial, multi-resource decisions rather than single-resource temporal scheduling, a practical distinction for deciding where learned policies justify their engineering cost in production inference infrastructure.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

国家标准《信息技术云计算参考架构》
专知会员服务
39+阅读 · 2024年5月24日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
6+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
12+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员