論文の概要: Stratified Sparse Attention: Reducing the Sparse-to-Dense Gap at Extreme Sparsity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.28441v1
- Date: Tue, 20 Oct 2026 16:02:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-21 21:58:47.911907
- Title: Stratified Sparse Attention: Reducing the Sparse-to-Dense Gap at Extreme Sparsity
- Title(参考訳): Sparse Attention:Extreme SparsityにおけるSparse-to-Dense Gapの削減
- Abstract要約: 本稿では,サンプリング確率を組み合わせた統合フレームワークであるemph-guidedStratified Sparse Attention (SSA)を紹介する。
SSAは一致した間隔でのベースラインを一貫して改善する。
私たちのコードはhttp://www.skylight.org/SSA-Paper-Codeで公開されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 46.0078588013812
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Large Language Model inference over long contexts is increasingly bottlenecked by the cost of attending to a growing Key-Value (KV) cache. Sparse attention reduces this cost by accessing only a fraction of the cache, but existing methods face a trade-off between deterministic retrieval, which captures high-scoring tokens but discards residual attention mass, and sampling, which improves coverage at the cost of higher variance. Hybrid methods combine top-$k$ retrieval with uniform sampling, yet still exhibit a substantial gap from dense attention at aggressive sparsity. We introduce \emph{Stratified Sparse Attention (SSA)}, a unified framework combining deterministic retrieval with score-guided sampling. SSA deterministically attends to high-scoring tokens while sampling the residual using proxy attention scores and correcting for their inclusion probabilities, thereby recovering attention mass beyond the retrieval set. SSA encompasses top-$k$, top-$p$, and hybrid top-$k$+sampling as special cases. Across RULER, LongBench, LOFT, and AIME, and five models ranging from 3B to 27B parameters, SSA consistently improves over the baselines at matched sparsity. On RULER-HARD with Ministral-3-8B, SSA improves accuracy over the strongest practical baseline from 81.8\% to 84.2\% at 32K and from 63.8\% to 69.3\% at 128K under $50\times$ attention sparsity, recovering 94\% and 85\% of dense-attention performance, respectively. With optimized CUDA kernels, SSA achieves up to $2.96\times$ decode speedup over FlashInfer at 1M context, demonstrating that its accuracy gains translate into practical long-context inference acceleration. We open-source our code at https://github.com/skylight-org/SSA-Paper-Code.
- Abstract(参考訳): 長期にわたる大規模な言語モデル推論は、増大するキーバリュー(KV)キャッシュへの参加コストによって、ますますボトルネックになっている。
スパース・アテンションはキャッシュのごく一部にアクセスすることでこのコストを削減するが、既存の手法では決定論的検索のトレードオフに直面している。
ハイブリッドな手法は、トップ$kの検索と均一なサンプリングを組み合わせるが、攻撃的な間隔での集中的な注意からはかなりのギャップをみせている。
本稿では,決定論的検索とスコア誘導サンプリングを組み合わせた統合フレームワークである \emph{Stratified Sparse Attention (SSA) を紹介する。
SSAは、プロキシアテンションスコアを用いて残余をサンプリングし、その包含確率を補正しながら、高スコアのトークンに決定的に出席し、検索セットを超えてアテンションマスを回復する。
SSAは、特別なケースとして、トップ$k$、トップ$p$、ハイブリッドのトップ$k$+サンプルを含んでいる。
RULER(英語版)、LongBench(英語版)、LOFT(英語版)、AIME(英語版)、および3Bから27Bパラメータの5つのモデルにおいて、SSAは一致した間隔でのベースラインを一貫して改善する。
Ministral-3-8B の RULER-HARD では、SSA は、最強の実用ベースラインを 81.8\% から 84.2\% に32K で、63.8\% から 69.3\% に、50\times$ attention sparsity で 18K で 69.3\% に改善し、それぞれ94\% と 85\% の高密度アテンション性能を回復した。
最適化されたCUDAカーネルにより、SSAは1MコンテキストでのFlashInfer上のデコードスピードアップを最大2.96ドルで達成し、その精度向上が実用的な長文推論アクセラレーションに変換されることを示した。
ソースコードはhttps://github.com/skylight-org/SSA-Paper-Code.comで公開しています。
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