While Mixture-of-Experts (MoE) architectures substantially bolster the expressive power of large-language models, their prohibitive memory footprint severely impedes the practical deployment on resource-constrained edge devices, especially when model behavior must be preserved without relying on lossy quantization. In this paper, we present ZipMoE, an efficient and semantically lossless on-device MoE serving system. ZipMoE exploits the synergy between the hardware properties of edge devices and the statistical redundancy inherent to MoE parameters via a caching-scheduling co-design with provable performance guarantee. Fundamentally, our design shifts the paradigm of on-device MoE inference from an I/O-bound bottleneck to a compute-centric workflow that enables efficient parallelization. We implement a prototype of ZipMoE and conduct extensive experiments on representative edge computing platforms using popular open-source MoE models and real-world workloads. Our evaluation reveals that ZipMoE achieves up to $72.77\%$ inference latency reduction and up to $6.76\times$ higher throughput than the state-of-the-art systems.Our code is available at: https://github.com/npnothard/ZipMoE-ICML26.


翻译:混合专家(MoE)架构在显著增强大语言模型表达能力的同时,其庞大的内存占用严重阻碍了在资源受限边缘设备上的实际部署,尤其是在不依赖有损量化而保留模型行为的情况下。本文提出ZipMoE——一种高效且语义无损的端侧MoE推理系统。ZipMoE通过缓存-调度协同设计,在具备可证明性能保障的前提下,巧妙地融合了边缘设备的硬件特性与MoE参数固有的统计冗余。从根本上,我们的设计将端侧MoE推理从I/O瓶颈范式转变为以计算为中心、支持高效并行化的流程。我们实现了ZipMoE原型,并使用主流开源MoE模型与真实负载,在代表性边缘计算平台上进行了广泛实验。评估结果显示,与当前最优系统相比,ZipMoE实现了高达$72.77\%$的推理延迟降低与最高$6.76\times$的吞吐量提升。我们的代码已开源至:https://github.com/npnothard/ZipMoE-ICML26。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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