Recent innovations in generative large language models (LLMs) have made their applications and use-cases ubiquitous. This has led to large-scale deployments of these models, using complex, expensive, and power-hungry AI accelerators, most commonly GPUs. These developments make LLM inference efficiency an important challenge. Based on our extensive characterization, we find that there are two main phases during an LLM inference request: a compute-intensive prompt computation, and a memory-intensive token generation, each with distinct latency, throughput, memory, and power characteristics. Despite state-of-the-art batching and scheduling, the token generation phase underutilizes compute resources. Specifically, unlike compute-intensive prompt computation phases, token generation phases do not require the compute capability of the latest GPUs, and can be run with lower power and cost. With Splitwise, we propose splitting the two phases of a LLM inference request on to separate machines. This allows us to use hardware that is well-suited for each phase, and provision resources independently per phase. However, splitting an inference request across machines requires state transfer from the machine running prompt computation over to the machine generating tokens. We implement and optimize this state transfer using the fast back-plane interconnects available in today's GPU clusters. We use the Splitwise technique to design LLM inference clusters using the same or different types of machines for the prompt computation and token generation phases. Our clusters are optimized for three key objectives: throughput, cost, and power. In particular, we show that we can achieve 1.4x higher throughput at 20% lower cost than current designs. Alternatively, we can achieve 2.35x more throughput with the same cost and power budgets.


翻译:摘要:近年来,生成式大语言模型(LLM)的创新使其应用场景无处不在。这导致这些模型的大规模部署需要使用复杂、昂贵且功耗较高的AI加速器(主要是GPU)。这些发展使得LLM推理效率成为一项重要挑战。基于广泛的特性分析,我们发现LLM推理请求包含两个主要阶段:计算密集型的提示计算阶段和内存密集型的令牌生成阶段,两者在延迟、吞吐量、内存和功耗特性上存在显著差异。尽管采用了最先进的批处理和调度技术,令牌生成阶段仍然存在计算资源利用率不足的问题。具体而言,与计算密集型的提示计算阶段不同,令牌生成阶段无需最新GPU的计算性能,可以在更低功耗和成本下运行。通过Splitwise方法,我们提出将LLM推理请求的两个阶段拆分至不同机器上执行。这使我们能够针对各阶段选用最适配的硬件,并为各阶段独立配置资源。然而,跨机器拆分推理请求需要将状态从运行提示计算的机器转移到生成令牌的机器。我们利用当前GPU集群中可用的快速背板互连技术实现并优化了这一状态转移。通过Splitwise技术,我们为提示计算和令牌生成阶段设计了可使用相同或不同类型机器的LLM推理集群,并针对吞吐量、成本和功耗三个关键目标进行优化。实验表明,与现有方案相比,我们可在降低成本20%的同时实现1.4倍的吞吐量提升;或在相同成本和功耗预算下,将吞吐量提升至2.35倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月19日
VIP会员
最新内容
乌军利用美国“黄蜂”无人机摧毁俄军后勤
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:53
《支持作战级人机协同智能的交互式OODA流程》
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:46
【伯克利博士论文】基于动作分块策略的强化学习
Transformer增强强化学习:通信网络基础与应用综述
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
6+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
9+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
10+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
论文浅尝 | 利用 RNN 和 CNN 构建基于 FreeBase 的问答系统
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年4月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31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
3+阅读 · 2015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