CaliDrop:基于校准的KV缓存压缩技术

本文提出CaliDrop技术,通过校准机制改进大语言模型生成过程中的KV缓存压缩策略,显著降低内存占用的同时减少精度损失,适用于长上下文场景。

CaliDrop:KV缓存压缩与校准技术

大语言模型(LLMs)在生成过程中需要大量计算资源。虽然键值(KV)缓存通过存储注意力中间结果显著加速了这一过程,但其内存占用会随序列长度、批处理大小和模型规模线性增长,在长上下文场景中形成瓶颈。

技术背景

现有KV缓存压缩技术主要包括:

  • 令牌驱逐(Token eviction)
  • 量化(Quantization)
  • 低秩投影(Low-rank projection)

这些方法通常相互补充,而本文重点改进令牌驱逐策略。该策略基于注意力模式通常稀疏的特性,通过移除非关键KV条目来节省内存。

技术挑战

传统令牌驱逐方法存在明显缺陷:

  1. 在高压缩比下会导致显著的精度下降
  2. 缺乏对丢弃令牌的补偿机制

CaliDrop解决方案

通过实验发现相邻位置的查询具有高度相似性,基于此提出创新性方法:

  1. 校准机制:对丢弃令牌执行推测性校准
  2. 精度补偿:有效缓解令牌驱逐造成的精度损失
  3. 兼容性:可增强现有令牌驱逐方法的准确性

实验结果

大规模实验表明:

  • 内存占用显著降低
  • 在相同压缩比下精度损失减少
  • 适用于多种长上下文场景

该技术为大语言模型的高效部署提供了新的优化方向,特别适合资源受限的应用环境。

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