論文の概要: Ada-KV: Optimizing KV Cache Eviction by Adaptive Budget Allocation for Efficient LLM Inference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.11550v2
• Date: Sun, 21 Jul 2024 14:08:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-24 00:02:42.590778
• Title: Ada-KV: Optimizing KV Cache Eviction by Adaptive Budget Allocation for Efficient LLM Inference
• Title（参考訳）: Ada-KV:効率的なLLM推論のための適応的予算割当によるKVキャッシュ推定の最適化
• Authors: Yuan Feng, Junlin Lv, Yukun Cao, Xike Xie, S. Kevin Zhou,
• Abstract要約: 大規模言語モデルは様々な分野で優れていますが、推論に必要なキーバリュー(KV)キャッシュのために効率の限界に直面しています。 最近の取り組みでは、実行中に非クリティカルなキャッシュ要素を排除し、生成品質を維持しながら、所定のメモリ予算内でのキャッシュサイズを削減しようとしている。 本稿では, 単純かつ効果的な適応型予算割当アルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.447729423696096
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Large Language Models have excelled in various fields but encounter efficiency limitations due to the substantial Key-Value (KV) cache required for long-sequence inference. Recent efforts try to evict non-critical cache elements during runtime, thereby reducing cache size within given memory budgets while preserving generation quality. Our reexamination of foundational principles reveals that prevailing methods aim to minimize an upper bound of eviction loss, quantified as the L1 distance between the pre- and post-eviction outputs of multi-head self-attention mechanisms. Moreover, our analysis indicates that the common practices of uniformly assigning budgets across different attention heads during cache eviction hinder their budget utilization, negatively impacting generation quality. In light of these findings, we propose a simple yet effective adaptive budget allocation algorithm. This algorithm not only optimizes the loss upper bound in theory but also reduces the eviction loss in practice by aligning with the intrinsic patterns of self-attention mechanisms. Integrating this algorithm into two advanced methods, we develop Ada-SnapKV and Ada-Pyramid. Extensive evaluations on 16 datasets and the Needle-in-a-Haystack test confirm that they both significantly boost performance across various tasks.
• Abstract（参考訳）: 大規模言語モデルは様々な分野で優れていますが、長いシーケンス推論に必要なキーバリュー(KV)キャッシュのために効率の限界に直面しています。 最近の取り組みでは、実行中に非クリティカルなキャッシュ要素を排除し、生成品質を維持しながら、所定のメモリ予算内でのキャッシュサイズを削減しようとしている。 基本原理の再検討により,多頭部自己認識機構の事前推定出力と後推定出力とのL1距離として定量化され,高次消去損失の上限を最小化することを目的としていることが明らかとなった。 さらに,キャッシュ消去時に異なる注意点にまたがる予算を均一に割り当てるという一般的な手法は,その予算利用を阻害し,生成品質に悪影響を及ぼすことが示唆された。 これらの結果を踏まえて, 単純かつ効果的な適応型予算割当アルゴリズムを提案する。 このアルゴリズムは、理論上界の損失を最適化するだけでなく、本質的な自己認識機構のパターンと整合させることにより、現実の逸脱を減らす。 このアルゴリズムを2つの高度な手法に統合し、Ada-SnapKVとAda-Pyramidを開発した。 16のデータセットとNeedle-in-a-Haystackテストに対する大規模な評価は、どちらもさまざまなタスクのパフォーマンスを大幅に向上させることを確認した。

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