AI与大模型介绍

AI 的总体发展历程

阶段时间核心技术特点
早期 AI(符号主义)1950s–1980s规则系统、专家系统人工编规则,推理逻辑强,通用性差
统计机器学习1980s–2010sSVM、KNN、决策树、Naive Bayes模型从数据中学习,泛化更强
深度学习崛起2012–至今CNN、RNN、Transformer端到端、自动提特征,突破图像/语音/NLP
大模型时代2020–至今GPT、BERT、Diffusion、多模态预训练+微调,通用智能趋势

从机器学习到深度学习

机器学习(Machine Learning)

机器学习是从数据中学习模型的技术。典型流程:

  1. 人工提取特征(Feature Engineering)
  2. 输入特征给模型(如 SVM、逻辑回归、随机森林)
  3. 模型学习输入与输出的映射关系

示例模型:

  • 监督学习:KNN、SVM、决策树、随机森林
  • 无监督学习:K-Means、PCA
  • 强化学习:Q-Learning

局限:

  • 需要手工设计特征(如图像的边缘、颜色直方图)
  • 对复杂结构数据(图像、语音、语言)学习能力差

深度学习(Deep Learning)

深度学习是以神经网络为核心的学习方式,它能够自动从原始数据中提取特征。

技术转折点:

  • 2012 年 AlexNet 赢得 ImageNet 图像识别比赛,误差骤降,深度学习进入主流
  • 利用 GPU、大数据训练多层神经网络
  • 后续演变出 CNN、RNN、LSTM、Transformer 等模型

核心优势:

  • 不再依赖人工特征设计
  • 能直接处理图像、语音、文本等原始数据
  • 越大越强,规模化带来性能跃迁
  • 机器学习与深度学习对比

机器学习与深度学习对比

项目机器学习(ML)深度学习(DL)
特征提取人工提取自动学习
模型复杂度中等极高(百万~十亿参数)
数据需求相对较少需要大规模数据
硬件依赖低高(依赖 GPU/TPU)
应用范围结构化数据图像、语音、NLP 等非结构化数据

从深度学习到大模型

深度学习瓶颈

问题描述
任务特定模型只能解决一个任务,迁移性弱
监督学习依赖强训练需要大量标注数据
推理能力差缺乏常识和复杂推理
模型小、单一模型参数百万级,能力受限

大模型时代的三大转变

项目深度学习时代大模型时代
模型规模百万到千万参数数十亿到数千亿(甚至万亿)
训练方式监督学习自监督 + 大数据预训练
模型能力专用通用(多任务、多模态)

大模型的核心特点

特点描述
通用性强一个模型可以应对 NLP 多个任务,甚至图像、语音等模态
Few-shot / Zero-shot 能力无需训练或仅需少量样本就能解决新任务
可拓展性模型越大越强,性能近似线性增长(Scaling Laws)
多模态能力支持文本、图像、音频、视频等输入输出(GPT-4o、Gemini)
工具化能力能调用外部工具(如搜索、计算器、API)

大模型引发的变革

AI 2.0(深度学习)AI 3.0(大模型)
训练任务特定模型训练通用基础模型
依赖标签使用自监督数据
小模型拼接多系统单一大模型解决多任务
专家调参自动对齐、人类反馈训练

AGI

AGI(Artificial General Intelligence,人工通用智能) 指的是一种:能像人类一样完成任意智能任务,能进行跨任务迁移、推理与学习,具有持续学习、自我反思、动机与规划能力 的智能系统。
简单说:AGI ≠ 只能对话/写代码/生成图像,而是能像人一样通用地理解世界和解决问题。

大模型与 AGI 的关系图谱

方面大模型(LLMs)AGI
通用性高,跨任务能力强极高,任意任务都能适应
推理能力有限(依赖上下文)强,能自主构建知识链
学习能力静态模型,需微调持续学习,自适应变化
记忆能力上下文窗口临时记忆长期记忆 + 知识持久化
意图/动机无真正意图有目标、有自我决策能力
工具能力通过函数调用拓展工具内化、灵活使用
自我反思无有元认知(知道自己知道什么)

大模型是AGI的阶段

人工智能 → 机器学习 → 深度学习 → 大模型 → 智能体(Agent)→ AGI

  • 大模型是逼近 AGI过程中的基础能力载体
  • 如果说 AGI 是目标,那么 大模型 + Agent 架构 + 工具能力 + 记忆系统 是通往它的路径

AIGC

AIGC(AI-Generated Content),即 “人工智能生成内容”,指的是通过 AI(尤其是生成式模型)自动生产文本、图像、音频、视频、代码等数字内容 的过程。

  • AIGC = AI Generated Content
  • 属于 内容创作方式的一种范式变革
  • 相对传统内容(人创作)与 PGC(专业内容)/UGC(用户内容)

AIGC 的典型内容类型

类型示例常用模型
文本生成写文章、写诗、摘要、对话Gemini, GPT-4, Claude, GLM
图像生成插画、头像、壁纸、设计图Gemini, DALL·E, Midjourney, SD
音频生成背景音乐、配音、拟人声音Gemini, MusicLM, TTS 模型
视频生成动态广告、数字人、短片Gemini, Sora (OpenAI), Runway
代码生成自动补全、脚本生成Gemini, Copilot, CodeWhisperer
3D生成模型、数字资产Gemini, DreamFusion, GET3D

AIGC 背后的技术基础

技术层代表
模型架构Transformer, Diffusion Model
训练范式自监督预训练、RLHF、人类对齐
多模态融合文本 + 图像、语音 + 视频
工具链Prompt 编写、API调用、模型微调
基础设施GPU、TPU、vLLM、LoRA、推理加速器

AIGC 与大模型、AGI 的区别和联系

概念定义关系
AIGCAI 生成的内容是大模型的 直接应用产物
大模型基础语言/图像模型为 AIGC 提供核心能力(如 GPT)
AGI通用人工智能AIGC 是它可掌握的“技能”之一,但远非全部

可以理解为大模型是“发动机”,AIGC是“发动机驱动下的应用(车),AGI是“驾驶员”——能开车、会换挡、能理解上下文目的地。

AI应用场景

自然语言处理(NLP)

自然语言处理是目前最广泛的 AI 应用领域之一,依托大语言模型的能力,实现文本理解、生成、对话、信息提取等多种功能。

核心应用

应用方向场景说明
文本生成内容创作、摘要撰写、对联、写稿ChatGPT、AI写作
对话系统智能客服、企业机器人、语音助手客服对话、知识问答
情感分析舆情监控、评论分析识别正负面态度
文本分类垃圾邮件识别、意图识别精准投放、问答意图识别
命名实体识别人名、地名、组织提取搜索、风控、金融
机器翻译多语种翻译、实时字幕百度翻译、Google Translate
文档理解法律、合同、财报理解智能标注、知识抽取
代码生成自动补全、Bug 解释、文档生成Copilot、ChatGPT Code Interpreter

计算机视觉(Computer Vision)

计算机视觉使 AI 能“看懂世界”,目前已广泛应用于工业、安防、医疗、电商、交通等多个行业。

应用方向场景说明
图像分类商品识别、动物识别、垃圾分类图像内容打标签
目标检测安防监控、人脸识别、车辆检测YOLO、Faster-RCNN
图像分割医疗图像(器官、肿瘤)、道路检测Pixel级识别,CV高精应用
OCR发票识别、证件扫描、文本识别实现图文转化
行为识别店内轨迹分析、工地安全监测CV + 视频分析
图像生成AI画画、设计草图、插画创作Midjourney、DALL·E、SD
图像搜索以图搜图、电商找相似款百度识图、淘宝识图
视频分析安全监控、交通流量分析

语音识别与合成(ASR & TTS)

语音识别(ASR)

应用方向场景说明
语音转文字会议记录、采访整理、语音备忘腾讯听听、小爱同学录音整理
语音搜索智能遥控器、车载语音语音搜索比键入更快捷
多语种识别中英混说、会议翻译支持全球多语言实时转写
通话分析客服质检、情绪识别、关键字提取呼叫中心语音挖掘
医疗记录医生口述病历自动录入提高诊室效率与准确性

语音合成(TTS)

应用方向场景说明
虚拟人配音数字员工、短视频 AI 主播阿里“云小蜜”、科大讯飞 TTS
导航播报车载语音、地图导航高德地图语音合成
情感合成不同语调、情绪的语音输出模仿主播、明星语音
个性语音定制模拟用户声音、训练私有音色数字遗嘱、数字人声音克隆
阅读辅助新闻朗读、有声书喜马拉雅、讯飞有声合成平台

三者融合场景(NLP + CV + 语音)

应用场景涉及技术说明
多模态问答CV + NLP看图问答(如文心一言、GPT-4o)
视频字幕生成CV + ASR + NLP自动转字幕、翻译、多语合成
数字人TTS + NLP + CV虚拟形象对话、AI 主播、讲解员
智能会议助手ASR + NLP + Summarization自动会议纪要,关键词提取
智能驾驶舱CV + ASR + TTS人脸识别 + 语音交互 + 驾驶辅助

应用领域案例汇总(按行业)

行业典型 AI 应用
教育语音评测、作文批改、智能讲题
医疗影像识别、病例录入、医学 NLP
金融智能风控、客服机器人、报表生成
零售图像识别收银、语音客服、广告创意生成
政务智能问答、证件识别、舆情监测
安防人脸布控、异常行为检测
交通车流量分析、语音导航
内容创作文案生成、AI 画图、视频剪辑

大模型架构

Transformer 架构

参考文档:https://www.runoob.com/nlp/transformer-architecture.html

公众号文章:https://mp.weixin.qq.com/s/bQE58LII4nXvO2hkjlYvsw

BERT 模型

参考文档:https://www.runoob.com/nlp/bert-encoder.html

公众号文章:https://mp.weixin.qq.com/s/0wA8BMGrJxWYDu0HAl7Bhg

GPT 架构

参考文档:https://www.runoob.com/nlp/generative-pre-trained-transformer.html

公众号文章:https://mp.weixin.qq.com/s/S-gdaAn3izW2NC70-MZjuw

MoE 模型

公众号文章:https://mp.weixin.qq.com/s/I9L3Ldw6s5Ui3vbPX5g8mw

大模型术语

大模型工作流程

在这里插入图片描述

环节解释
提示词 Prompt用户给模型的“任务指令”,决定后续所有 token 的生成方向。
分词 Tokenization把文本切成模型字典里有编号的最小片段(token),供向量层查表。
嵌入 Embedding将每个 token 编号映射成高维向量,使语义相近的词在向量空间靠得更近。
模型计算 Transformer Layers多层自注意力 + 前馈网络对整句向量做并行计算,输出每个位置的上下文语义向量。
续写 token 串 Token Generation以上一步的向量为基础,逐个采样下一个 token,自回归拼成完整回答。
RAG检索增强生成,结合外部知识库进行语义检索并增强生成质量。
MCP模型上下文协议,允许模型调用外部工具或服务(如 API、数据库)扩展能力。

模型参数类型

稠密模型(Dense Model)

定义:在推理或训练时,所有参数都会被参与计算。

特点:

  • 每一层的参数都“稠密连接”在一起
  • 每个输入都会激活所有权重(没有参数被“跳过”)

优点:

  • 结构简单,训练和推理逻辑清晰
  • 对小规模模型和常规任务效果稳定

缺点:

  • 参数量大 → 推理计算和显存占用高
  • 无法做到“部分参数参与计算”以节省资源

稀疏模型(Sparse Model)

定义:在推理或训练时,只有部分参数被激活,其余参数不参与计算。

常见形式:

  • 权重稀疏化:把部分权重设为零(例如通过剪枝 pruning),减少计算量
  • 激活稀疏化:某些神经元只有在特定输入下才被激活

优点:

  • 提升计算效率,降低显存和算力需求
  • 仍能保持较高精度

缺点:

  • 稀疏化的效果和方法依赖任务,可能影响模型表现
  • 工程上需要专门的稀疏计算库支持

MoE 模型(Mixture of Experts)

定义:又称混合专家模型,一种 稀疏化的特殊形式。模型内部包含多个“专家子网络”(Experts),每个输入 token 只会激活其中一部分专家(而非全部)。

核心机制:

  • 门控网络(Gating Network):根据输入内容,选择最合适的专家来处理
  • 稀疏激活:例如有 100 个专家,只激活其中 2 个 → 节省计算成本

优点:

  • 参数量可以非常大(比如上万亿),但实际计算开销比稠密模型低
  • 不同专家可以专注于不同知识领域(比如数学专家、代码专家)

缺点:

  • 训练难度大(负载均衡问题,容易出现部分专家过载)
  • 工程复杂度高(需要专门的分布式训练策略)
维度稠密模型稀疏模型(广义)MoE(稀疏的一种)
激活比例100%<10%通常 Top-1 或 Top-2 专家
参数总量= 激活量>>激活量同左,易破百亿/千亿
计算量 FLOPs高低低(与稀疏一致)
显存占用中高(存全套参数)高(存全套专家)
通信开销无低高(需跨设备传专家)
训练难度低中高(负载均衡、门控学习)
代表模型GPT-3/LLaMA无普遍开源Switch-Transformer、GLaM、PaLM-E、DeepSeek-MoE

模型压缩加速

蒸馏模型(Model Distillation)

定义:模型蒸馏(Knowledge Distillation)是一种 模型压缩技术,就好比“老师教学生”——用大模型(Teacher)的输出当“软标签”,训练一个小模型(Student)模仿行为,参数变少,精度尽量保留。

  • 用一个大而强的模型(教师模型 Teacher)指导一个小模型(学生模型 Student)的训练。
  • 学生模型学习的不仅是训练数据的标签,还要模仿教师模型的 输出分布(soft targets)。

原理

  • 教师模型输出一个“软概率分布” (softmax + 温度参数)
  • 学生模型通过最小化与教师分布的差异来学习知识
  • 最终得到一个更小、更快,但性能接近的学生模型

优点

  • 大幅降低模型大小和推理延迟
  • 在移动端、边缘设备部署更容易
  • 保留大部分性能

缺点

  • 蒸馏效果依赖教师模型的质量
  • 蒸馏过程需要额外训练,成本不低

典型应用

  • BERT → DistilBERT(小一半参数,保留 ~95% 性能)
  • GPT 系列在移动端的轻量化版本

量化模型(Model Quantization)

定义:模型量化是一种 模型推理加速和压缩技术,就好比“削精度减位数”——把权重/激活的浮点 32 位→16/8/4 位整数,存储↓、计算↓、显存↓,直接跑在端侧芯片。

  • 将模型参数(权重、激活值)从高精度浮点数(如 FP32)压缩到低比特表示(FP16、INT8、INT4 甚至二值)。

常见方法

  • Post-Training Quantization (PTQ):训练后直接量化,不需要重新训练
  • Quantization-Aware Training (QAT):训练过程中就引入量化,效果更好
  • List item
  • 混合精度(Mixed Precision):部分关键层保持高精度,其他层用低精度

优点

  • 显著减少显存占用(FP32 → INT8 可减 4 倍)
  • 提升推理速度(尤其在支持低精度算子的硬件上,如 GPU Tensor Cores / TPU / NPU)
  • 能与剪枝、蒸馏结合使用

缺点

  • 精度可能下降(尤其在极端低比特时,如 INT4)
  • 对硬件依赖较强(要支持低比特计算)

典型应用

  • INT8 BERT、GPTQ(量化 LLM)
  • LLaMA、Qwen 等开源大模型常见的 4bit/8bit 量化版本,用于个人显卡部署
维度知识蒸馏量化
目标模型结构变小权重位数变少
参数量减少(Student 网络更瘦)不变(只是精度压缩)
存储体积↓↓(结构剪完再量化可叠加)↓↓(通常 4× 或 8×)
计算加速依赖小模型结构依赖整数单元/专用指令
精度损失可控(跟 Teacher 差距)可控(INT8 几乎无损,INT4 需精细调)
是否需要原模型需要 Teacher 在线/离线推理不需要,可后训练直接压
代表方案MiniLLaMA、DistilBERT、TinyGPTLLM.int8()、GPTQ、AWQ、KV-cache 量化

大模型训练

想象一下你是一位图书管理员,要为AI建造一座包含全人类知识的图书馆,训练好的模型就像整整齐齐装满知识的图书馆。

训练过程就是

  1. 收集材料:把海量本书(如维基百科、小说、论文)堆进仓库
  2. 制定规则:教会AI识别词语关系(比如"猫追老鼠"中"追"代表动作关系)
  3. 反复练习:让AI猜下一句话是什么,猜错就调整记忆库(参数),直到能基本猜对(这个不同大模型准确率不一样,一般都会有评测)。

训练的本质:通过海量训练数据(tokens)调整模型参数(权重、偏置等),让模型学会语言规律和常识。

就像教婴儿认字——先看百万张图片,逐渐理解"猫"对应毛茸茸的动物。

大模型训练再细分的话分为预训练和后训练。

大模型预训练

大模型预训练(Pre-training):模型在大规模通用数据上首先进行无监督或自监督训练,学习通用知识、语义和基本能力。

例如DeepSeek-V3-Base、DeepSeek-V2、DeepSeek-Coder V1未经过任何微调,是预训练大模型。

大模型后训练

大模型后训练 (Post-training):是在预训练模型基础上,通过人类反馈(SFT/RL)优化行为,使其符合特定需求如人类偏好。

例如DeepSeek-V3、DeepSeek-R1系列、DeepSeek-Coder V2、DeepSeek-VL2都是后训练大模型。

维度预训练模型后训练模型
目标学习语言通用规律对齐人类偏好,专精任务
数据无标注文本(万亿级)带标注指令/偏好数据(百万级)
典型技术MoE架构、FP8混合精度GRPO强化学习、思维链蒸馏
输出特点通用文本生成结构化答案、分步推理

大模型微调

微调其实也是模型后训练的一种方法。 只是后训练通常由模型提供商负责,会在出厂前进行预训练和后训练,以便把模型打造成可交付的状态,而微调这种后训练,一般由模型使用者(甲方自己的技术团队或技术厂商)进行,以便实现领域垂直大模型。

例如通用模型已掌握医学基础知识(如解剖学名词),但要做心脏手术还需专项训练

定向输入:给模型海量心脏病例和手术记录(特定领域数据)

专家经验(示范):展示优秀医生的诊断思路(带答案的例题,即问答对)

模拟考核:让模型诊断病例并评分,重点纠正误诊(模型评价)

微调本质:在预训练模型上,用少量专业数据(如1%原数据量)调整部分参数。就像让全科医生专攻心血管科——保留基础能力(如问诊技巧),强化专科知识(如心电图解读)。

微调后的模型能像资深医生一样,根据症状精准判断病因 。

微调的方法有很多种,常用方法有:

全量微调

全量微调是在预训练模型的基础上,对所有参数进行微调。在参数修改方面,所有参数都会被更新。其优点显著,能够充分利用预训练模型的通用知识,同时针对特定任务进行优化,通常可以获得较好的性能。

然而,该方法也存在明显不足,计算资源需求较高,尤其是对于参数量非常大的模型来说,这一问题更为突出;训练时间较长,而且在数据量较少的情况下,可能会导致模型过拟合。

参数高效微调

参数高效微调的核心是只对模型的一部分参数进行微调,保持大部分参数不变,这使得它在资源利用上更加高效。

以下是几种常见的参数高效微调方法:

LoRA(Low-Rank Adaptation)

LoRA 通过低秩分解来调整模型的权重矩阵,只训练少量的新增参数。这种方法的优点是计算资源需求低,训练时间短,并且保留了预训练模型的大部分知识。不过,其缺点是可能达不到全量微调的性能。

Prefix-Tuning

Prefix-Tuning 在模型的输入端添加可训练的前缀,这些前缀参数在微调过程中被更新。它适用于自然语言生成任务,具有计算资源需求低、训练时间短的优点,但可能需要更多的调参经验。

Adapter

Adapter 在模型的每一层或某些层之间插入可训练的适配器模块,这些适配器参数在微调过程中被更新。该方法计算资源需求低、训练时间短,还可以针对多个任务进行微调,不过同样可能需要更多的调参经验。

BitFit

BitFit 只微调模型的偏置项(bias terms),而不改变权重。其最大优势是计算资源需求极低,训练时间非常短,但性能提升可能有限。

强化学习微调

强化学习微调使用强化学习方法,通过人类反馈或其他奖励信号来优化模型,模型参数会根据奖励信号进行更新。它的优点在于可以优化模型的交互行为,特别是在对话系统等交互式任务中,还能更灵活地调整模型的行为以满足特定的业务需求。但该方法实现复杂,需要设计合适的奖励机制,且训练过程可能不稳定,需要更多的调试和监控。

提示调优

提示调优通过冻结整个预训练模型,只允许每个下游任务在输入文本前面添加可调的标记(Token)来优化模型参数,仅更新提示部分的参数。它具有计算资源需求低、训练时间短的优点,适用于少样本学习任务。不过,其可能达到的性能可能略低于全量微调,且需要精心设计提示。

深度提示调优

深度提示调优在预训练模型的每一层应用连续提示,而不仅仅是输入层,同样只更新提示部分的参数。这种方法可以在更深层次上优化模型,提高性能,适用于复杂任务,但实现复杂,需要更多的调参经验。

动态低秩适应

DyLoRA 在 LoRA 的基础上,动态调整低秩矩阵的大小,动态调整低秩矩阵的大小,只更新部分参数。它计算资源需求低,训练时间短,可以在更广泛的秩范围内优化模型性能,但实现复杂,需要更多的调参经验。

自适应低秩适应

AdaLoRA 根据权重矩阵的重要性得分,自适应地分配参数规模,根据重要性动态调整参数规模,只更新部分参数。该方法计算资源需求低,训练时间短,可以更高效地利用参数,提高模型性能,但同样存在实现复杂、需要更多调参经验的问题。

量化低秩适应

QLoRA 结合 LoRA 方法与深度量化技术,减少模型存储需求,同时保持模型精度,只更新部分参数,同时进行量化。它计算资源需求低,训练时间短,适用于资源有限的环境,但实现复杂,需要更多的调参经验。

大模型推理

大模型推理好比"教AI玩解谜游戏"——就像你给一个拥有全人类知识库的AI玩家,让它通过拆解线索、组合逻辑碎片,最终拼出完整答案的过程。

当用户问"如何用大象称体重?",推理过程如同:

(1) 线索搜集:激活“大象-体重-称量”相关记忆(如阿基米德浮力原理)

(2) 逻辑推演:

  • 第一步:回忆"曹冲称象"故事(类比迁移)
  • 第二步:计算船排水量与浮力关系(数学推理)
  • 第三步:设计具体操作步骤(工程思维)

(3) 验证优化:检查方案可行性(如大象是否配合),生成分步指导

推理本质:将输入问题拆解为知识图谱中的关联节点,通过Transformer架构的多层计算,最终输出逻辑连贯的答案。就像用千万块拼图(参数)组合出完整图案,过程中不断排除错误组合(如"用蚂蚁称大象"的荒谬方案)。

训练、微调、推理对比总结

阶段目标数据量学习方式成果表现
训练建立基础知识体系百万亿级无监督学习通晓语言和常识
微调培养专业能力千万级有监督+强化学习专科医生水平
推理解决具体问题实时输入概率计算生成定制化解决方案

大模型部署

单机 TP 模式

定义:Tensor Parallel, 张量并行。在单台机器上,利用多张 GPU 对一个层内部的矩阵乘法等计算进行 张量级拆分。

特点:

  • 单层参数被切分到不同 GPU 上执行,比如把权重矩阵横向或纵向分块。
  • 各 GPU 并行完成部分计算,再通过通信聚合结果。

适用场景:单机多卡,模型权重大,单卡显存放不下时。

代价:通信量较大(AllReduce/AllGather)。

单机 EP 模式

定义:Expert Parallel, 专家并行。在单机多卡下,部署 Mixture-of-Experts (MoE) 模型时,每张 GPU 只存储部分专家网络(Experts)。

特点:

  • 输入 token 会根据路由器 (Router) 分配到相应的专家所在的 GPU。
  • 可以显著减少单卡显存占用,提升模型容量。
  • 适用场景:MoE 模型(比如 DeepSeekMoE),需要单机就能容纳上百亿以上参数。

代价:需要高效的路由与负载均衡,否则会造成卡间负载不均。

多机 TP 模式

定义:将 张量并行 扩展到多机多卡,跨机器切分权重矩阵。

特点:

  • 每层的参数和计算进一步拆分,涉及跨节点通信(一般走高速网络如 InfiniBand)。
  • 常和 流水线并行 (PP)、数据并行 (DP) 结合使用。

适用场景:模型超大(百亿 ~ 千亿参数),单机算力不够。

代价:网络通信成为瓶颈,带宽和延迟要求高。

多机 EP 模式

定义:将 专家并行 扩展到多机,每台机器的 GPU 保存不同子集的专家。

特点:

  • Router 需要跨机调度 token → 对应专家 → 返回结果。
  • 单机放不下所有专家时的必选方案。

适用场景:千亿级 MoE 模型,比如 DeepSeek-R1、GPT-MoE 系列。

代价:跨机通信开销更大,对路由调度系统要求更高。

PD 分离模式

定义:Prefill-Decoding Separation,将推理过程中的 预填充 (Prefill) 和 解码 (Decoding) 阶段拆分到不同的计算节点。

特点:

  • 预填充:对输入 prompt 进行一次性计算,耗时长但并行度高。
  • 解码:生成阶段,每步依赖上一步结果,序列化强,吞吐低。
  • 分离后可按需分配资源,提升整体吞吐。

适用场景:在线服务,既要处理长 prompt,又要保证生成的低延迟。

多 PD Master 模式

定义:多个 Prefill-Decoding Master 节点 共同调度推理请求,避免单点瓶颈。

特点:

  • 支持多 Master 协同负载均衡。
  • 每个 Master 可独立分配请求到 Prefill / Decode 工作节点。
  • 提高可扩展性和容错性。

适用场景:大规模推理服务,海量并发请求,要求高可用。

总结对比

模式粒度主要目标典型场景
单机 TP层内张量切分显存放不下单层单机多卡部署大模型
单机 EP专家分布在单机MoE 显存节省小规模 MoE
多机 TP跨机张量并行超大模型训练/推理千亿模型
多机 EP专家跨机分布MoE 扩展千亿 MoE 模型
PD 分离阶段拆分吞吐优化在线推理
多 PD Master调度层冗余高可用 + 扩展大规模服务

GPU

GPU的英文全称Graphics Processing Unit,图形处理单元。

说直白一点:GPU是一款专门的图形处理芯片,做图形渲染、数值分析、金融分析、密码破解,以及其他数学计算与几何运算的。GPU可以在PC、工作站、游戏主机、手机、平板等多种智能终端设备上运行。

GPU和显卡的关系,就像是CPU和主板的关系。前者是显卡的心脏,后者是主板的心脏,显卡不仅包括GPU,还有一些显存、VRM稳压模块、MRAM芯片、总线、风扇、外围设备接口等等。

CPU 与 GPU 区别

CPU和GPU都是运算的处理器,在架构组成上都包括3个部分:运算单元ALU、控制单元Control和缓存单元Cache。

但是,三者的组成比例却相差很大。

在CPU中缓存单元大概占50%,控制单元25%,运算单元25%;

在GPU中缓存单元大概占5%,控制单元5%,运算单元90%。

结构组成上的巨大差异说明:CPU的运算能力更加均衡,但是不适合做大量的运算;GPU更适合做大量运算。

这倒不是说GPU更牛X,实际上GPU更像是一大群工厂流水线上的工人,适合做大量的简单运算,很复杂的搞不了。但是简单的事情做得非常快,比CPU要快得多。

相比GPU,CPU更像是技术专家,可以做复杂的运算,比如逻辑运算、响应用户请求、网络通信等。但是因为ALU占比较少、内核少,所以适合做相对少量的复杂运算。

更多推荐