Efficiency and Cost Alignment in Batched LLM Serving via Resource-Fair Scheduling
Resource-Fair Scheduling 将 LLM 推理中的 batching 外部性形式化为资源公平问题,提出 LJF 和 ISJL 两种公平调度算法,并建立利润分解理论将吞吐量与线性定价下的运营成本对齐
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Resource-Fair Scheduling 将 LLM 推理中的 batching 外部性形式化为资源公平问题,提出 LJF 和 ISJL 两种公平调度算法,并建立利润分解理论将吞吐量与线性定价下的运营成本对齐
A software library that heuristically determines optimal tile sizes and queue configurations for TMA-based GPU kernels using the GPU Specification Table (GST) and Little's Law
A prefetch-aware (PA) warp scheduling policy that coordinates thread scheduling and data prefetching in GPGPUs to better tolerate long memory latencies
Autoscaling framework using token velocity metric and convertible decoders for 80-96% SLO attainment in disaggregated LLM serving
TetriServe 针对异构分辨率、紧 SLO 的 Diffusion Transformer 在线服务,首创 step-level sequence parallelism:把连续时间轴离散为固定长度轮次,先用剖析驱动的成本模型为每个请求求最小 GPU-hour 分配以满足 deadline,再以'避免必迟到'为目标做请求打包。相较固定 SP baseline,SLO Attainment Ratio 最高提升 32%,覆盖 FLUX.1-dev 与 SD3、H100 与 A40,稳定应对突发流量。
ProServe 将多优先级 LLM 服务形式化为服务增益最大化问题,提出 Token-level Deadline-aware Gain (TDG);引擎层 SlideBatching 用滑动 urgent/normal 边界结合密度与截止时间排序,服务层 GoRouting 做增益导向、感知能力的分发,跨四个开源数据集与工业追踪相对 SOTA 系统增益提升最多 35%、SLO 达成率提升最多 52%。
Nightjar 将投机长度选择建模为上下文多臂赌博机(Contextual MAB),按 batch 大小自适应选择 γ 或彻底关闭投机,并在高负载下把 draft 模型 offload 到 CPU 释放显存扩大 KV cache;在动态请求率下相比标准 SD 吞吐提升最高 14.76%、延迟降低最高 20.18%,相比无 SD 平均提升 27.29%。
PASTE 通过 Pattern Tuple 抽象从历史执行中挖掘控制流与数据依赖,基于风险感知的机会式调度在 LLM 生成阶段就投机执行未来工具调用;跨深度研究、编码、科学 agent 工作负载将端到端任务完成时间平均降低 43.5%,工具延迟降低 1.8×,验证空闲达 10×。
RouterWise 首次将多模型 LLM 路由与 GPU 资源分配联合建模,通过对偶价格公式化的分数最大化路由 + setup 特化的延迟分析模型,搜索可行的 tensor 并行/GPU 线程份额组合,在满足延迟 SLO 前提下最大化输出质量。实验表明同一 GPU 集群下不同 setup 的可达质量差异高达 87%,证明资源分配是路由性能的关键决定因素。
GF-DiT 把 GPU 并行度视为一等可调度资源,将 DiT 请求拆为可独立调度的 trajectory tasks 并支持在线 GPU 重分配;提出 group-free collectives 用符号缓冲区 + 边协商实现毫秒级动态通信组,把 communicator 建立时间从 778 ms 降到约 60 μs;相比静态并行 pipeline 吞吐提升最多 6.01×、平均延迟降低最多 95%、SLO 违约率降低最多 90%。
Gimbal 为 MoE LLM 推理设计跨层协同调度:前端基于 KV / prefill / 队列 / 专家压力的细粒度 DP 引擎选择 + 引擎内 SJF+aging 队列;后端结合源感知路由统计与 MINLP 校准的启发式专家放置,实现前后端反馈闭环,在 vLLM 之上将 TTFT 降 42.9%、TPOT 降 33.3%,高负载吞吐提升 3.0%。
将 LLM 连续批处理下的 KV-Cache 内存增长建模为离散动力系统,证明同质负载下无驱逐平衡点不稳定,最坏极限环吞吐损失可达 50%;异质负载在共素解码长度下才能稳定;给出速率限制准入与请求混合两种消驱逐策略。
Tropical 在 disaggregated LLM 服务基础上引入 SLO-aware 多路复用:Multiplexing Toggle 用 slack 检测把短 prefill 借道 decode worker 执行、长 prefill 走独占 prefill worker,兼得低排队与低干扰。在 Mooncake 真实 trace 上 SLO 内可服务请求提升 2.02×,P90 TTFT 相比 DistServe 优化 9×,P90 TPOT 相比 vLLM 优化 2.33×。
首个针对真实编码 Agent(Claude Code)负载的系统研究:会话闭环、上下文持续膨胀、工具触发主导;CacheWise 在 vLLM 上以约 2500 行代码扩展前缀感知调度 + 基于工具元数据的预测式 KVCache 驱逐,评测中 KV 驱逐减少 2–2.6×,session 完成时间最高降低 3.5×,token goodput 提升 1.64–2×。
针对异构 LLM 服务栈的两层调度割裂(router 忽略实例负载,load balancer 忽略质量)问题,将模型路由与负载均衡融合为对具体模型实例的在线赋值。对每批请求求解 quality-latency-cost 三维单纯形加权得分:batched MiniLM+KNN 一次估算 prompt 内在的 quality/output-length,per-tier XGBoost TPOT + dead-reckoning 在线估计延迟,按 LPT 顺序贪心分派。在 13 实例 28 GPU 异构集群、四种模型规模上,单套栈只调权重就能横跨 quality-cost-throughput 前沿;平衡预设在 2.8 s 端到端延迟与 30 req/s 下领先增强版 BEST-Route 2.6-4.1×,最高质量 DeepEval 0.419(+0.013 优于最强基线)。
面向异构 spot GPU 集群的低成本 LLM 服务系统。用 roofline 模型解析式估算性能,动态规划联合优化节点配置、并行策略与层分配以最大化异构 GPU 吞吐;结合输出保持的请求迁移与共享 tensor store 并发初始化,将替换节点的准备与在服请求重叠以最小化迁移停机。在 AWS L4/A10G/L40S 异构集群上,Llama-3.1-70B 与 Qwen3-32B 相比 SOTA 基线吞吐分别提升 1.42× 与 1.35×,相比 on-demand 实例在离线/在线服务分别节省 31.9% 与 31.2% 成本。
首个面向流式视频生成服务的调度系统。将服务建模为在线调度问题,通过迁移感知的 min-max 会话再平衡与负载驱动的 GPU 自动扩缩,配合 GPU-CPU 卸载和 RDMA 会话迁移,联合优化每 chunk 最差延迟与 GPU 成本。在生数科技生产 trace 上,相比基线平均降低最坏每 chunk 延迟 37.5%(最高 51.6%)、降低 GPU 运营成本 37.2%(最高 49.0%),且与离线 oracle 相比调度成本仅差 6.1%。
本文提出工业级 ML 推理容量测试框架 Vanguard:基于自适应反馈搜索(dampening / spike tolerance / convergence detection)、多指标健康评估状态机、以及流量回放的负载生成器,为 GPU 上多类别模型(推荐/排序/视觉/NLP)精确估计可持续吞吐量。14 个工业模型上估计误差中位 5.2%,与实测容量 R²=0.94,单个模型 GPU 减配 49–83%。
首个交互感知(interaction-aware)的实时 Omni-LM 服务系统:把播放进度、语音活动、barge-in 事件暴露给调度与 KV 管理。调度器用 U0/U1/U2 三级紧急度优先 first-audio 与近欠载会话、限制超前播放前沿的生成;KV 管理器用 next-use 感知驱逐替代 LRU、并在用户说话时预加载可能需要的 KV 以隐藏 reload 延迟。基于 vLLM-Omni,在两个 Omni-LM 与混合负载上把 P90 音频 TTFP 平均降 1.55×(至多 2.21×),完成请求吞吐平均升 1.15×(至多 1.56×),把大部分 KV reload 移出下一轮关键路径
DigenRL:为扩散生成模型 RL 后训练设计的解耦式(disaggregated)系统。用 Generation-Axis Pipeline (GAP) 沿生成维度细粒度流水,Timestep Parallelism (TSP) 替代数据并行提升 trainer GPU 利用率,Elastic Trainer-Assisted Generation (TAG) 让 trainer 空闲时协助 rollout,Trajectory-Consistent Stale Sync (TCSS) 严格约束一步陈旧样本。相比 VeRL-Omni 在 QwenImage 20B 上加速 1.56×–2.21×;HunyuanVideo 1.13×–1.49×;异构 GPU 场景 1.46×–1.85×;消融显示 GAP+TSP+TAG+TCSS 累计将 speedup 从 naive 1.52× 提升到 3.34×。
在固定 KV-cache 显存预算下研究异构 prefill/decode 长度的离线 LLM 服务调度:证明问题 NP-hard、FCFS/最短输出优先/总长度优先均有无界近似比;提出 Sorted-F 算法——用 F-metric(平均输出长度 / 批大小)平衡批并发与下游解码成本,证明常数因子近似比 ≤48;配三种 Phase-1 求解器(精确 DP、局部交换、分位贪心)与 LP 引导 / receding-horizon 变体。真实混合负载上相对 FCFS 提速 4.87×、相对 MC-SF 提速 2.09×,与 LP 下界差距仅 1.03-1.09×
首个面向扩散语言模型(DLM)的集群级服务系统。DLM 每步并行解掩多个 token,比自回归模型吞吐高 1.75×,但引入置信度阈值这一「速度-质量」旋钮与 TP 度「时延-吞吐」权衡。DiLaServe 以「去噪步」为调度粒度,用 SLO 感知阈值调整 + 自适应负载控制动态选阈、轻量梯度提升 Step Predictor 在线预测剩余步数、按最低步时延调度并支持步级迁移、两阶段 ILP 定期重构集群 TP 配置,并把近似 KV 缓存的 cache/recompute 步异构成本纳入调度。基于 vLLM+Ray 实现(9500 行),真实 trace 上 SLO 达成率 +30.2pp、时延 -46%、质量仅降 0.09;多基准最高 +56.6pp SLO、精度仅降 0.9%
高效扩散模型综述:算法级、系统级和框架视角
面向 SLO 的微秒级 GPU 抢占调度系统
利用异步性和低精度实现快速准确的注意力机制
ServiceNow Research 开源的大语言模型分布式训练库,基于 PyTorch 和 Triton 构建,支持 3D 并行、ZeRO、MoE 等特性
基于softmax阈值的动态块稀疏注意力,无需训练和预计算,同时加速预填充和解码阶段
面向长上下文LLM服务的分层上下文缓存框架
基于CPU-GPU-I/O流水线调度的高吞吐量MoE推理系统
通过动态模型重分片实现高吞吐量LLM推理
基于模块级批处理的单GPU高吞吐量MoE推理系统
面向内存受限GPU的即时MoE推理系统,通过混合压缩和稀疏预测实现48.7×加速
针对MoE模型的高效All-to-All通信调度器,通过两阶段调度解决负载倾斜和incast问题
面向生成式推荐的高效推理系统,通过xAttention/xBeam/xSchedule三层优化实现3.49倍吞吐量提升
面向解耦专家并行的细粒度任务调度框架,实现MoE推理吞吐量提升1.61×
通过量化填充、专家内存池和层感知调度实现无回退的高效MoE推理,相比MoE-Infinity加速2.86倍
面向高分辨率长视频生成的时空扩散Transformer可扩展推理
面向多样化XPU的抢占式调度框架
MiniMax-M2系列:小型激活释放最大真实世界智能
基于GPU虚拟内存管理的高效LLM推理张量结构
支持100万token上下文长度的Qwen2.5模型
通过核心注意力分解实现高效长上下文语言模型训练
现代 GPU 工作负载,特别是大语言模型(LLM)推理,受到内核启动开销和粗粒度同步的限制,阻碍了内核间并行性。
自适应专家调度与内存协调的MoE推理运行时系统,通过动态步长预测和缓存感知路由消除99.9%等待延迟。
强化学习(RL)在推进通用人工智能、具身智能和智能体智能方面展现出巨大潜力。然而,RL 工作流固有的异构性和动态性往往导致现有系统上硬件利用率低和训练缓慢。
世界建模和视频生成已成为人工智能的核心挑战,需要合成时间连贯且逼真的序列。然而,大多数大规模视频扩散模型依赖全局条件去噪架构,同时处理整个时间序列,忽略了时间数据固有的因果结构。