大模型長文推理迎來“核彈級(jí)”提速！清華APBB框架狂飆10倍 Flash Attention直接被秒

　　還在為大模型處理長文本“龜速”而抓狂?別急!清華大學(xué)祭出“王炸”技術(shù)——APB 序列并行推理框架，直接給大模型裝上“渦輪增壓”引擎!實(shí)測顯示，這項(xiàng)黑科技在處理超長文本時(shí)，速度竟比肩 Flash Attention 快10倍!沒錯(cuò)，你沒聽錯(cuò)，是10倍!

　　要知道，隨著 ChatGPT 等大模型的爆火，AI 們“閱讀”能力也水漲船高，動(dòng)輒處理十幾萬字的長文不在話下。然而，面對(duì)海量信息，傳統(tǒng)大模型的“大腦”卻有點(diǎn)卡殼—— Transformer 架構(gòu)雖強(qiáng)，但其核心的注意力機(jī)制就像一個(gè)“超級(jí)掃描儀”，文本越長，掃描范圍呈指數(shù)級(jí)膨脹，速度自然就慢了下來。

　　為了解決這個(gè)“卡脖子”難題，清華大學(xué)的科學(xué)家們聯(lián)合多家研究機(jī)構(gòu)和科技巨頭，另辟蹊徑，推出了 APB 框架。這套框架的核心奧秘在于“ 序列并行+稀疏注意力 ”的巧妙結(jié)合。

　　簡單來說，APB 框架就像一個(gè)高效的“協(xié)同作戰(zhàn)”團(tuán)隊(duì)。它將長文本“肢解”成小塊，分配給多個(gè) GPU “隊(duì)員”并行處理。更絕的是，APB 還給每個(gè) “隊(duì)員” 配備了 “ 局部 KV 緩存壓縮 ” 和 “ 精簡通信 ” 技能，讓它們在處理各自任務(wù)的同時(shí)，還能高效共享關(guān)鍵信息，協(xié)同解決長文本中的復(fù)雜語義依賴問題。

　　更令人驚喜的是，APB 框架并非以犧牲性能為代價(jià)換取速度。相反，在128K 超長文本測試中，APB 不僅速度狂飆，性能更是 超越 傳統(tǒng) Flash Attention!甚至連英偉達(dá)力推的 Star Attention 也被 APB 斬落馬下，速度提升1.6倍，堪稱“全能ACE”。

　　這項(xiàng)突破性技術(shù)，最直接的應(yīng)用就是大幅縮短大模型處理長文本請(qǐng)求的 首 token 響應(yīng)時(shí)間 。這意味著，未來搭載 APB 框架的大模型，在面對(duì)用戶 “洋洋灑灑” 的長篇指令時(shí)，能夠 瞬間理解，秒速響應(yīng) ，徹底告別“加載中…”的漫長等待。

　　那么，APB 框架究竟是如何做到如此“逆天”的提速效果呢?

　　原來，APB 框架深諳長文本處理的“痛點(diǎn)”—— 計(jì)算量 。傳統(tǒng)注意力機(jī)制的計(jì)算量與文本長度的平方成正比，長文本就是計(jì)算的“黑洞”。 為了突破這個(gè)瓶頸，APB 框架祭出兩大 “神招”:

　　第一招:提升并行度，讓“眾人拾柴火焰高”

　　APB 框架充分利用分布式計(jì)算的優(yōu)勢，將計(jì)算任務(wù)分散到多個(gè) GPU 上，就像 “多人協(xié)同” 一樣，效率自然倍增。尤其是在序列并行方面，APB 框架展現(xiàn)出極強(qiáng)的擴(kuò)展性，不受模型結(jié)構(gòu)限制，文本再長也能輕松應(yīng)對(duì)。

　　第二招:減少無效計(jì)算，讓“好鋼用在刀刃上”

　　APB 框架引入 稀疏注意力機(jī)制 ，并非 “眉毛胡子一把抓”，而是 “選擇性” 計(jì)算注意力。它就像一位 “火眼金睛” 的專家，只關(guān)注文本中的關(guān)鍵信息，忽略無關(guān)緊要的部分，從而大幅減少計(jì)算量。

　　然而， “并行” 和 “稀疏” 這兩招看似簡單，實(shí)則 “暗藏玄機(jī)”。 如何在序列并行框架下，實(shí)現(xiàn)高效的稀疏注意力計(jì)算?這才是 APB 框架真正的 “硬核” 所在。

　　要知道，在序列并行環(huán)境中，每個(gè) GPU 只掌握部分文本信息，想要實(shí)現(xiàn) “全局感知” 的稀疏注意力，就如同 “盲人摸象”，難度可想而知。此前的 Star Attention 和 APE 等方法，要么犧牲性能，要么適用場景受限，都未能完美解決這個(gè)問題。

　　而 APB 框架則巧妙地避開了 “大規(guī)模通信” 這個(gè) “坑”，另辟蹊徑，構(gòu)建了一套 面向序列并行場景的低通信稀疏注意力機(jī)制 。 這套機(jī)制的核心組件包括:

　　更小巧的 Anchor block (錨點(diǎn)塊): Anchor block 就像一個(gè) “導(dǎo)航儀”，引導(dǎo)注意力機(jī)制聚焦關(guān)鍵信息。APB 框架創(chuàng)新性地縮小了 Anchor block 的尺寸，使其更輕巧靈活，降低了計(jì)算開銷。

　　獨(dú)創(chuàng) Passing block (傳遞塊): Passing block 是 APB 框架的 “靈魂” 組件，它巧妙地解決了長距離語義依賴難題。通過將前序 GPU 處理的關(guān)鍵信息 “壓縮打包”，傳遞給后續(xù) GPU，讓每個(gè) “隊(duì)員” 都能 “縱覽全局”，理解長文本的 “上下文” 語境。

　　查詢感知的上下文壓縮: APB 框架還引入了 “查詢感知” 機(jī)制，讓上下文壓縮器能夠 “理解問題”，更精準(zhǔn)地篩選和保留與查詢相關(guān)的關(guān)鍵信息，進(jìn)一步提升效率和準(zhǔn)確性。

　　基于以上 “獨(dú)門絕技”，APB 框架構(gòu)建了一套行云流水的推理流程:

　　上下文分割: 將長文本均勻分配給各個(gè) GPU，并在開頭拼接 Anchor block， “埋入” 查詢問題。

　　上下文壓縮: 利用 Locret 引入的保留頭，對(duì) KV 緩存進(jìn)行 “智能壓縮”。

　　高效通信: 通過 AllGather 算子，將壓縮后的 KV 緩存 “傳遞” 給后續(xù) GPU，構(gòu)建 Passing block。

　　極速計(jì)算: 使用特制的 Flash Attention Kernel，配合優(yōu)化的注意力掩碼，進(jìn)行高效計(jì)算。Passing block 在計(jì)算完成后 “功成身退”，不參與后續(xù)計(jì)算。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果雄辯地證明了 APB 框架的卓越性能。在 Llama-3.1-8B-instruct， Qwen-2.5-14B-instruct 以及 Yi-34B-200K 等多個(gè)模型和 InfiniteBench、RULER 等多個(gè)benchmark 上的測試中，APB 框架均 力壓群雄 ，在性能和速度之間取得了 最佳平衡 。

　　尤其值得一提的是，隨著文本長度的增加，APB 框架的 速度優(yōu)勢 愈發(fā)明顯，真正實(shí)現(xiàn)了 “越長越快” 的奇效。 這背后的奧秘在于，APB 框架的計(jì)算量遠(yuǎn)低于其他方法，且差距隨著文本長度增加而擴(kuò)大。

　　更深入的預(yù)填充時(shí)間拆解分析顯示，序列并行技術(shù)本身就能顯著縮減注意力和 FFN (前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))的計(jì)算時(shí)間。而 APB 框架的稀疏注意力機(jī)制，則進(jìn)一步將注意力計(jì)算時(shí)間壓縮到極致。 與 Star Attention 相比，APB 框架巧妙地利用 Passing block 傳遞遠(yuǎn)距離語義依賴，大幅縮小了 Anchor block 的尺寸，有效降低了 FFN 的額外開銷，實(shí)現(xiàn)了 “魚與熊掌兼得” 的完美效果。

　　更令人振奮的是，APB 框架展現(xiàn)出 卓越的兼容性 ，能夠靈活適應(yīng)不同的分布式環(huán)境和模型規(guī)模，在各種 “嚴(yán)苛” 條件下都能保持 “穩(wěn)如磐石” 的高性能和高效率。

　　可以預(yù)見，隨著 APB 框架的問世，大模型長文本推理的 “瓶頸” 將被徹底打破，AI 應(yīng)用的想象空間也將被無限拓展。 未來，無論是智能客服、金融分析，還是科研探索、內(nèi)容創(chuàng)作，我們都將迎來一個(gè) “更快、更強(qiáng)、更智能” 的 AI 新時(shí)代!