論文の概要: RAGCache: Efficient Knowledge Caching for Retrieval-Augmented Generation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.12457v1
• Date: Thu, 18 Apr 2024 18:32:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-22 17:04:06.761694
• Title: RAGCache: Efficient Knowledge Caching for Retrieval-Augmented Generation
• Title（参考訳）: RAGCache: 検索拡張ジェネレーションのための効率的な知識キャッシュ
• Authors: Chao Jin, Zili Zhang, Xuanlin Jiang, Fangyue Liu, Xin Liu, Xuanzhe Liu, Xin Jin,
• Abstract要約: Retrieval-Augmented Generation (RAG)は、様々な自然言語処理タスクにおいて大幅に改善されている。 RAGは長いシーケンス生成を導入し、高い計算とメモリコストをもたらす。 本稿では,RAGに適したマルチレベル動的キャッシュシステムであるThothを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.321659218769598
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Retrieval-Augmented Generation (RAG) has shown significant improvements in various natural language processing tasks by integrating the strengths of large language models (LLMs) and external knowledge databases. However, RAG introduces long sequence generation and leads to high computation and memory costs. We propose Thoth, a novel multilevel dynamic caching system tailored for RAG. Our analysis benchmarks current RAG systems, pinpointing the performance bottleneck (i.e., long sequence due to knowledge injection) and optimization opportunities (i.e., caching knowledge's intermediate states). Based on these insights, we design Thoth, which organizes the intermediate states of retrieved knowledge in a knowledge tree and caches them in the GPU and host memory hierarchy. Thoth proposes a replacement policy that is aware of LLM inference characteristics and RAG retrieval patterns. It also dynamically overlaps the retrieval and inference steps to minimize the end-to-end latency. We implement Thoth and evaluate it on vLLM, a state-of-the-art LLM inference system and Faiss, a state-of-the-art vector database. The experimental results show that Thoth reduces the time to first token (TTFT) by up to 4x and improves the throughput by up to 2.1x compared to vLLM integrated with Faiss.
• Abstract（参考訳）: Retrieval-Augmented Generation (RAG)は、大規模言語モデル(LLM)と外部知識データベースの強みを統合することで、様々な自然言語処理タスクにおいて大幅に改善されている。 しかし、RAGは長いシーケンス生成を導入し、高い計算とメモリコストをもたらす。 本稿では,RAGに適したマルチレベル動的キャッシュシステムであるThothを提案する。 我々の分析は、現在のRAGシステムのベンチマークを行い、性能ボトルネック(知識注入による長いシーケンス)と最適化機会(知識の中間状態のキャッシュ)を指摘します。 これらの知見に基づいて、検索した知識の中間状態を知識ツリーに整理し、それらをGPUとホストメモリ階層にキャッシュするThothを設計する。 Thoth氏は、LLM推論特性とRAG検索パターンを認識した代替ポリシーを提案する。 また、検索と推論のステップを動的にオーバーラップして、エンドツーエンドのレイテンシを最小限にする。 我々はThothを実装して、最先端のLLM推論システムであるvLLMと、最先端のベクトルデータベースであるFaissで評価する。 実験の結果、ThothはFaisと統合されたvLLMと比較して、最初のトークン(TTFT)までの時間を最大4倍に削減し、スループットを最大2.1倍改善した。

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