Existing low rank KV cache methods preserve either model weights or key variance, neither of which directly reflects the attention scores used during inference. We derive the expected attention score distortion caused by rank r key compression and show that it yields a covariance weighted low rank objective. Under a margin condition, controlling this distortion also improves top k recall. The optimal rank r solution has a closed form asymmetric factorization obtained from the SVD of the covariance weighted query key operator. This motivates SAKI, a training free KV cache index that directly preserves attention scores rather than key reconstruction quality. Across LLaMA 3.1 8B, Qwen 2.5 7B, Mistral 7B v0.1, and Llama 3.2 3B, SAKI outperforms key PCA at every tested rank. At rank 32, it removes 13 to 30 percent of PCA's remaining top 64 recall error, including improvements from 0.748 to 0.799 on LLaMA 3.1 8B and from 0.786 to 0.850 on Qwen 2.5 7B. It improves 68 to 89 percent of attention heads per model, with the largest gains in deeper layers. Predicted score MSE reductions closely match empirical measurements, with a Pearson correlation of 0.997, while ablation studies confirm that the gains arise from optimizing the attention score objective rather than covariance weighting alone. Analysis of the scoring operator further explains why weight only, invariant subspace, and key reconstruction methods can be suboptimal. SAKI uses random-matrix theory to separate genuine covariance signal from autocorrelated sampling noise, matching PCA with only 512 calibration tokens and adding value exactly where PCA sees no reliable signal.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
27+阅读 · 2021年4月22日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年7月29日
模型优化基础,Sayak Paul,67页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年6月8日
【泡泡图灵智库】通过基准标志匹配改善的SFM算法(ECCV)
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+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
6+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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
何为协作武器?
专知会员服务
6+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
4+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
6+阅读 · 8月31日
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
相关资讯
【泡泡图灵智库】通过基准标志匹配改善的SFM算法(ECCV)
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
0+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
0+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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员