一句话定位

PagedAttention 把 OS 分页搬到 KV cache,vLLM 吞吐较 SOTA 提 2-4x,成为业界事实标准推理引擎。

摘要

高吞吐 LLM 服务需大批量,但每请求 KV cache 巨大且动态增减,管理不善会因碎片与冗余浪费显存、限制批量。PagedAttention 借鉴 OS 虚拟内存与分页,将 KV cache 分块管理。基于它构建 vLLM:(1)KV cache 近零浪费,(2)请求内/间灵活共享 KV。较 FasterTransformer、Orca 等 SOTA 提升 2-4x 吞吐,序列越长/模型越大/解码越复杂提升越显著。

关键技术细节

  • 核心:PagedAttention——KV cache 分成固定大小 block,非连续存储,用 block table 映射(类比 OS 页表)。
  • 收益:消除内部/外部碎片,显存利用近 100%。
  • 共享:beam search、parallel sampling、prefix 共享时 KV block 可 copy-on-write 共享,省显存。
  • 性能:相同延迟下吞吐较 FasterTransformer/Orca 提升 2-4x。
  • 工程:连续批处理(continuous batching)、PagedAttention CUDA kernel。
  • 影响:vLLM 成为最广泛使用的开源推理服务框架。

原始链接

一手源存档(sources/)

  • vllm-pagedattention.pdf (PDF 不入 git,走 HF bucket)