AI infra

大模型的 AI 基础设施在 2020→2026 间经历了从”让单个超大模型跑起来”到”全栈协同压榨每一分算力”的演进。2020 年前后的主线是分布式训练并行(数据/张量/流水/专家/序列并行)与显存优化(ZeRO、激活重计算),让千亿级模型首次可训;2022 年起 FlashAttention 与量化把单卡算力利用率推向极限,催生了 vLLM/SGLang 等推理服务系统与 PagedAttention、PD 分离、KVCache 中心架构等运行时范式;2023-2024 年随推理模型崛起,RL/对齐后训练框架(TRL、OpenRLHF、verl、AReaL)成为新主战场;到 2025-2026 年,DeepSeek 用 FP8 训练 + DualPipe + 开源周一整套工具,把”算法-系统-硬件协同设计”做成了行业标杆,国产 infra 在大规模 MoE 训练/推理上走到台前。以下按子主题分组,组内按时间排序。

分布式训练并行与显存优化

  • ZeRO (Microsoft DeepSpeed, 2019-10, paper) — 把优化器状态/梯度/参数在数据并行各 rank 间分片以消除显存冗余的奠基算法;三阶段(Pos 4x、Pos+g 8x、Pos+g+p ∝ DP 度),64 DGX-2(1024 V100)训练 100B 模型达 38 TFLOPs/GPU,吞吐超线性扩展。https://arxiv.org/abs/1910.02054
  • Megatron-LM (NVIDIA, 2019-09, paper) — 张量并行(intra-layer model parallelism)经典工作,仅在原生 PyTorch 插少量 all-reduce;MLP 按列/行切、注意力按 head 切,512 V100 上 8-way 模型并行训 8.3B GPT-2 达 15.1 PFLOPs(76% 扩展效率)。https://arxiv.org/abs/1909.08053
  • GPipe (Google, 2018-11, paper) — 首个通用流水线并行库,micro-batch 切分 + 激活重计算,bubble 比例约 (K-1)/(m+K-1);训练 557M AmoebaNet 与 6B 多语言 Transformer(128 TPU v3)。https://arxiv.org/abs/1811.06965
  • PipeDream-2BW (Microsoft Research / Stanford / CMU, 2020-06, paper) — 内存高效流水线,仅维护 2 份权重版本(double-buffered weights)即保梯度一致,确立 1F1B 稳态调度(后成 Megatron/DeepSpeed 默认),并提供自动 stage 划分 planner。https://arxiv.org/abs/2006.09503
  • PyTorch DDP (Meta, 2020-06, paper) — DistributedDataParallel 设计经验,gradient bucketing + 反向中梯度就绪即异步 all-reduce 实现通信计算重叠;256 GPU 近线性,是 FSDP/ZeRO 的基线。https://arxiv.org/abs/2006.15704
  • GSPMD (Google, 2021-05, paper) — 基于 XLA 的自动并行编译器,用户对张量维标注 sharding,编译器自动补全整图分片并插通信;统一 data/within-op/pipeline 嵌套,50B-1T 模型在 2048 TPU v3 上 54%-62% FLOPs 利用,是 GShard 思想的通用化。https://arxiv.org/abs/2105.04663
  • 3D 并行 PTD-P / Megatron on GPU Clusters (NVIDIA / Stanford / Microsoft, 2021-04, paper) — 把张量+流水+数据并行组合(TP≤8 单节点 NVLink、PP 跨节点、DP 最外层)并提出 interleaved 1F1B 把 bubble 降到 (p-1)/(v·m);3072 A100 训 1T 模型达 502 PFLOPs(约 52% MFU)。https://arxiv.org/abs/2104.04473
  • ZeRO-Infinity (Microsoft DeepSpeed, 2021-04, paper) — ZeRO 的异构内存卸载扩展(GPU HBM ← CPU DRAM ← NVMe SSD)+ memory-centric tiling + 带宽中心通信重叠;512 V100 可训 32T 参数模型,20T 模型达 49 TFLOPs/GPU,单节点可微调 1T 模型。https://arxiv.org/abs/2104.07857
  • Alpa (UC Berkeley / Google, 2022-01, paper) — 自动并行编译器,把并行分为 intra-operator(ILP 求每算子最优 sharding)与 inter-operator(DP 切 pipeline stage 与 device mesh),自动生成跨网格执行计划;在 GPT/MoE/异构模型上匹配或超过人工调优的 Megatron/DeepSpeed。https://arxiv.org/abs/2201.12023
  • Pathways (Google, 2022-03, paper) — 下一代 ML 系统运行时,single-controller + 异步 gang-scheduling 调度数千 TPU,分片 dataflow + 并行异步派发隐藏跨 pod 延迟,2048 TPU 接近满利用;是训练 PaLM 540B 的底层系统。https://arxiv.org/abs/2203.12533
  • Reducing Activation Recomputation (NVIDIA, 2022-05, paper) — 提出序列并行(沿序列维切 LayerNorm/dropout/残差)+ 选择性激活重计算(只重算注意力中 memory-heavy 部分),激活显存约降 5×、重计算算力开销从约 36% 降至约 2%;已合入 Megatron-LM。https://arxiv.org/abs/2205.05198
  • Megatron-Core (NVIDIA, 2023-08, github) — 把 Megatron-LM 沉淀为可组合核心库,提供五维并行(TP/PP/DP/EP/CP)+ 混合精度(FP16/BF16/FP8/FP4)+ 分布式 checkpoint,被 NeMo、各厂训练栈集成,附 Megatron Bridge 做 HF 互转。https://github.com/NVIDIA/Megatron-LM
  • nanotron (Hugging Face, 2023-09, github) — 极简 3D 并行预训练库,用易读代码实现 TP/PP/DP(含 ZeRO-1)+ 序列并行 + FP8 + 专家并行;是 SmolLM、FineWeb 消融、Ultrascale Playbook 的训练代码基础。https://github.com/huggingface/nanotron
  • MegaScale (ByteDance / Peking University, 2024-02, paper) — 生产级万卡训练系统,全栈协同(算法+系统+网络+可观测性),175B 模型在 12288 GPU 上达 55.2% MFU(1.34× over Megatron-LM),核心贡献是大规模才暴露的稳定性问题诊断、容错与 straggler 抑制。https://arxiv.org/abs/2402.15627
  • TorchTitan (Meta / PyTorch, 2024-10, paper) — PyTorch 原生预训练框架,基于 DTensor 整合 4D 并行(FSDP2 × TP × PP × CP)+ torch.compile + Float8;Llama3.1 上相对优化基线提速 8B/128GPU +65.08%、70B/256 +12.59%、405B/512 +30%,对标 Megatron-LM。https://arxiv.org/abs/2410.06511
  • Streaming DiLoCo (Google DeepMind, 2025-01, paper) — 低通信分布式训练,DiLoCo(inner 多步 AdamW + outer 周期全局动量同步)基础上加 streaming 部分同步 + 通信计算重叠 + outer 梯度量化(探至极低精度),通信量降两个数量级而质量基本不降,利于跨数据中心训练。https://arxiv.org/abs/2501.18512

MoE 训练与专家并行系统

  • GShard (Google, 2020-06, paper) — 首个把 MoE 条件计算与自动分片结合的系统性工作,轻量 sharding API + XLA SPMD partitioner,训练 600B 稀疏门控翻译模型(2048 TPU v3、4 天);提出 top-2 路由、expert capacity、辅助负载均衡损失、随机路由,奠定 MoE 工程范式。https://arxiv.org/abs/2006.16668
  • FastMoE (Tsinghua University, 2021-03, paper) — 首个开源 PyTorch MoE 训练系统,把专家分布到多 GPU/多节点(expert parallelism)+ 优化 all-to-all kernel + 灵活 gate 接口;摆脱 Google 专有 TPU 栈,是中文社区(GLM/悟道)早期 MoE 的基础设施。https://arxiv.org/abs/2103.13262
  • DeepSpeed-MoE (Microsoft DeepSpeed, 2022-01, paper) — 端到端 MoE 训练+推理方案,提出 PR-MoE(金字塔-残差)架构 + MoS 蒸馏把模型缩小最高 3.7×,自回归 LM 上 MoE 较同质量 dense 省约 5× 训练成本,推理较现有 MoE 方案快 7.3×、较同质量 dense 快 4.5×/便宜 9×。https://arxiv.org/abs/2201.05596
  • ST-MoE (Google, 2022-02, paper) — 系统研究 MoE 训练稳定性与微调可迁移性,提出 router z-loss(惩罚 gating logits 的 log-sum-exp,成后续 MoE 标配);训练 ST-MoE-32B(269B 总参)在 SuperGLUE 等多任务达 SOTA。https://arxiv.org/abs/2202.08906
  • Tutel (Microsoft, 2022-06, paper) — 为 MoE 设计运行时自适应并行/流水的系统,用”同一种布局”让所有并行方式零成本切换以适配动态 token 路由负载;单 MoE 层在 16 卡/2048 卡 A100 上较此前 SOTA 快 4.96×/5.75×,SwinV2-MoE 端到端较 Fairseq 快 1.55×/2.11×。https://arxiv.org/abs/2206.03382
  • MegaBlocks (Stanford / Microsoft / Google, 2022-11, paper) — 把 MoE 重构为块稀疏(block-sparse)矩阵乘 + 定制 GEMM kernel,dropless-MoE 无 token 丢弃/padding;较 Tutel 端到端训练快最高 40%、较 Megatron dense 约 2.4×,被 Databricks DBRX 用于生产。https://arxiv.org/abs/2211.15841
  • DeepEP (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — 开源 MoE 专家并行通信库,高吞吐低延迟 all-to-all dispatch/combine kernel(含 FP8、极低 SM 占用);SM100 NVLink EP8 达 726/740 GB/s(dispatch/combine),V2 较 V1 最高 1.3× 峰值且省 4× SM、支持 EP2048。https://github.com/deepseek-ai/DeepEP
  • MegaScale-Infer (ByteDance / Peking University, 2025-04, paper) — 大规模 MoE 推理系统,把每层 attention 与 FFN(专家)模块解耦独立部署,用 ping-pong pipeline parallelism 把 micro-batch 在两类模块间往返流转以隐藏通信 + 定制 M2N 通信库,降低 MoE serving 每 token 成本。https://arxiv.org/abs/2504.02263

注意力 kernel 与长上下文 / 序列并行

  • FlashAttention (Stanford / Dao-AILab, 2022-05, paper) — IO 感知精确注意力,tiling + online softmax + kernel fusion 避免把 N×N 矩阵写回 HBM,HBM 访问从 O(N²) 降到 O(N²/M),反向用重计算;GPT-2 训练约 3× 加速,成现代 LLM 事实标准 kernel。https://arxiv.org/abs/2205.14135
  • FlashAttention-2 (Princeton / Stanford / Dao-AILab, 2023-07, paper) — 工程重写,减少 non-matmul FLOP + 沿序列维并行 + 优化 warp 划分;A100 上达 50-73% 理论峰值 FLOPs(约 2× over FA-1),GPT 训练 225 TFLOPs/GPU(72% MFU)。https://arxiv.org/abs/2307.08691
  • SARATHI (Microsoft Research India / Georgia Tech, 2023-08, paper) — 提出 chunked-prefill + decode-maximal piggybacking,把长 prefill 切成固定预算块并搭载 decode token 配平每步算力,消除 PP 气泡与 prefill/decode 干扰;演进为 Sarathi-Serve,成主流引擎默认 continuous batching 之一。https://arxiv.org/abs/2308.16369
  • DeepSpeed Ulysses (Microsoft DeepSpeed, 2023-09, paper) — 序列并行方案,用两次 all-to-all 在序列维与 head 维间转置,通信量 O(N) 而非 O(N²);支持 4× 更长序列、约 2.5× 吞吐,可达百万 token 上下文,与 Ring Attention 并为序列并行两条主流路线。https://arxiv.org/abs/2309.14509
  • Ring Attention (UC Berkeley, 2023-10, paper) — 把长序列沿设备成环切分,每卡持一段 KV 以环形通信轮转传递并与计算重叠,单卡仅存 1/N 激活、最大上下文 ∝ 设备数,精确无近似;是 Megatron/torchtitan 中 context parallelism 的算法基础。https://arxiv.org/abs/2310.01889
  • Flash-Decoding (Dao-AILab / Meta, 2023-10, blog) — 为解码阶段(query 长度=1、batch 小)重写注意力,新增沿 KV 序列长度的并行维 + 跨块 log-sum-exp 归约;CodeLlama-34B 上 512~64k 解码吞吐最高 8×(注意力本身最高快 50×),已并入 FlashAttention≥2.2 与 xFormers。https://pytorch.org/blog/flash-decoding/
  • DISTFLASHATTN (UC Berkeley / UCSD / CMU / MBZUAI, 2023-10, paper) — 分布式长上下文训练注意力,token-level 负载均衡(解因果掩码三角负载不均)+ KV 通信重叠 + 重计算感知 checkpoint;32K-512K 序列下较 Ring Self-Attention 提速 4.45-5.64×、较 Megatron+FA 1.24-2.01×。https://arxiv.org/abs/2310.03294
  • FlashAttention-3 (Colfax / Meta / NVIDIA / Together / Princeton / Dao-AILab, 2024-07, paper) — 针对 Hopper 重写,warp-specialization 异步让 WGMMA+TMA 与 softmax 重叠 + incoherent processing 保 FP8 精度;H100 FP16 达 740 TFLOPs(75% 峰值,1.5-2× over FA-2),FP8 接近 1.2 PFLOPs、误差较基线低 2.6×。https://arxiv.org/abs/2407.08608
  • Native Sparse Attention (DeepSeek-AI / Peking University / UW, 2025-02, paper) — 硬件对齐且可端到端训练的稀疏注意力,三分支(块级压缩 + 动态 top-n token 选择 + 滑动窗口)门控融合,blockwise 选择保证 Tensor Core 友好算术强度 + 定制 Triton kernel;长上下文下较 Full Attention 大幅加速且质量不降。https://arxiv.org/abs/2502.11089

量化(训练与推理)

  • LLM.int8() (University of Washington / Meta / Hugging Face, 2022-08, paper) — 首个无精度损失的 LLM 8-bit 推理量化,vector-wise INT8 处理常规通道 + 对约 0.1% emergent outlier 维度保留 FP16(6.7B 起出现离群);175B 模型可单节点 8-bit 推理、无 zero-shot 下降,集成 bitsandbytes + HF。https://arxiv.org/abs/2208.07339
  • GPTQ (IST Austria / ETH Zurich / Neural Magic, 2022-10, paper) — 基于近似 Hessian 二阶信息的 one-shot weight-only 量化,逐列贪心 + Cholesky 重排做误差补偿;175B 模型约 4 GPU·hr 量化到 3-4 bit 几乎不掉点,单卡 A100 可推理 175B(INT3 约 3.25× 加速),是开源 4-bit 生态源头。https://arxiv.org/abs/2210.17323
  • SmoothQuant (MIT Han Lab / NVIDIA, 2022-11, paper) — W8A8 全 INT8 的 PTQ,用逐通道平滑因子把激活量化难度迁移到权重(X·diag(1/s)、W·diag(s) 数学等价),免训练;OPT/BLOOM/GLM 等 100B+ 模型几乎无损、最高 1.56× 加速、显存减半,被 TensorRT-LLM 集成。https://arxiv.org/abs/2211.10438
  • AWQ (MIT Han Lab / SJTU, 2023-06, paper) — 激活感知权重量化,依激活分布找约 1% 显著权重通道并 per-channel 缩放保护,纯权重 INT4(group-wise)、不需反传/重构集、泛化到指令微调与多模态;4-bit 优于 GPTQ,配 TinyChat 引擎桌面/移动端 3-4× over FP16。https://arxiv.org/abs/2306.00978
  • QServe (MIT Han Lab / NVIDIA, 2024-05, paper) — W4A8KV4 量化 + 系统协同的推理引擎,QoQ 算法(渐进式分组量化 + SmoothAttention + register-level 反量化降 CUDA core 开销);A100/L40S 上较 TensorRT-LLM 吞吐最高约 2.4-3.5×,可用更便宜的 L40S 替代 A100。https://arxiv.org/abs/2405.04532

推理服务系统与运行时

  • Efficiently Scaling Transformer Inference (Google, 2022-11, paper) — 给出 500B+ 模型在 TPU v4 上的 partitioning 分析框架,按延迟与芯片数约束选 1D/2D 张量切分,结合 multiquery attention 缩小 KV cache 支撑 32K 上下文;PaLM 540B 在 64 TPU v4 上首 token 约 29ms、吞吐优先约 76% MFU。https://arxiv.org/abs/2211.05102
  • TensorRT-LLM (NVIDIA, 2023-08, github) — 官方 LLM 推理优化库,Python API 定义模型并编译为 TensorRT 引擎,集成 FP8/FP4/INT8/INT4 量化(SmoothQuant/AWQ/GPTQ)+ in-flight batching + paged KV cache + TP/PP/EP + speculative decoding + PD 分离;众多 MLPerf Inference 记录的基础。https://github.com/NVIDIA/TensorRT-LLM
  • PagedAttention / vLLM (UC Berkeley / Stanford / UCSD, 2023-09, paper) — 把 KV cache 像 OS 虚拟内存分页管理(固定 block 非连续 + block table 映射),显存浪费 <4% 并支持 copy-on-write 前缀/beam 共享;吞吐 2-4× over HF/FasterTransformer,vLLM 现为社区事实标准推理引擎。https://arxiv.org/abs/2309.06180
  • SGLang / RadixAttention (Stanford / UC Berkeley, 2023-12, paper) — 面向结构化 LLM 程序的前端 DSL + 后端运行时,RadixAttention 用基数树跨请求自动复用 KV cache 前缀 + 压缩 FSM 约束解码 + API 推测执行;吞吐最高 6.4×(vs vLLM/Guidance),被 DeepSeek、xAI 大规模 serving 采用。https://arxiv.org/abs/2312.07104
  • DeepSpeed-FastGen (Microsoft DeepSpeed, 2024-01, paper) — 高吞吐推理系统,Dynamic SplitFuse 把长 prompt 动态切片并与生成 token 组合成均匀 batch 配平算力;较 vLLM 吞吐最高约 2.3×、更低平均/尾延迟(P95/P99),支持 TP 与多副本。https://arxiv.org/abs/2401.08671
  • DistServe (Peking University / UCSD, 2024-01, paper) — 提出 prefill/decode 阶段拆到不同 GPU 池(PD 分离),分别针对 TTFT 与 TPOT 优化并按 SLO 独立配比资源 + 带宽感知放置;满足 SLO 下可服务 7.4× 请求或承受 12.6× 更紧 SLO,PD 分离自此成高端推理标配。https://arxiv.org/abs/2401.09670
  • Mooncake (Moonshot AI / Tsinghua University, 2024-06, paper) — Kimi 生产服务平台,KVCache 中心的 PD 分离 + 聚合集群闲置 CPU/DRAM/SSD 构建分布式 KV 缓存池 + SLO 感知调度 + 过载预测早拒;模拟最高 +525% 吞吐、真实负载 Kimi 多处理 75% 请求,Transfer Engine 已被 vLLM/SGLang 集成。https://arxiv.org/abs/2407.00079

FP8 / GEMM kernel 与硬件协同

  • Transformer Engine (NVIDIA, 2022-09, github) — FP8/FP4 训练与推理加速库,把 Hopper 的 FP8(E4M3/E5M2)落地,用 per-tensor 缩放 + delayed/current scaling 自动管理动态范围保收敛;被 Megatron-LM、NeMo、DeepSpeed、torchtitan 集成,FP8 收敛与 BF16 对齐。https://github.com/NVIDIA/TransformerEngine
  • DeepGEMM (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — 开源 FP8/FP4/BF16 高性能 tensor core GEMM 库,含细粒度缩放、fused MoE(Mega MoE)、MQA scoring,全 JIT 编译、代码简洁;H800 上 FP8 GEMM 最高 1550 TFLOPS,是 DeepSeek-V3 FP8 训练/推理的矩阵乘底座。https://github.com/deepseek-ai/DeepGEMM
  • FlashMLA (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — 开源周首日发布的 MLA 高性能注意力 kernel,针对 Hopper 优化变长序列/分页 KV cache 解码(H800 达 3000 GB/s 与 660 TFLOPS),后加 token 级稀疏 MLA(DSA,H800 410 TFLOPS)与 SM100 支持,支撑 DeepSeek-V3/R1 推理。https://github.com/deepseek-ai/FlashMLA
  • DualPipe (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — DeepSeek-V3 提出并开源的双向流水线并行,从两端同时注入 micro-batch 使前/反向计算-通信完全重叠、几乎隐藏跨节点 all-to-all 并减 bubble(代价 2× 参数副本);含 Sea AI Lab 的 DualPipeV(设备数减半)。https://github.com/deepseek-ai/DualPipe
  • 3FS / Fire-Flyer File System (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — 面向 AI 训练/推理的高性能分布式文件系统,基于 NVMe SSD + RDMA,解耦架构 + CRAQ 强一致 + stateless metadata;180 节点读吞吐约 6.6 TiB/s,KVCache 二级缓存峰值 40 GiB/s,统一数据准备/dataloader/checkpoint/KVCache 存储层。https://github.com/deepseek-ai/3FS
  • DeepSeek Open Infra Index (DeepSeek-AI, 2025-02, github) — 2025 开源周(连续 5 天放出 FlashMLA / DeepEP / DeepGEMM / DualPipe+EPLB / 3FS+smallpond)的总索引,附 V3/R1 推理系统披露:prefill EP32+TP+DP、decode EP144 大规模专家并行、PD 分离、双 micro-batch 通信重叠。https://github.com/deepseek-ai/open-infra-index
  • DeepSeek-V3 Hardware Insights (DeepSeek-AI, 2025-05, paper) — 从 V3(2048 H800)训练实践反思 LLM 与硬件协同设计,系统披露 MLA 提升内存效率、MoE 平衡算力-通信、FP8 混合精度训练要点、Multi-Plane Fat-Tree 网络拓扑降互联成本,并对下一代硬件(低精度、scale-up/out 融合、网络)给建议。https://arxiv.org/abs/2505.09343

RL / 对齐后训练框架

  • TRL (Hugging Face, 2020-03, github) — 官方后训练库,封装 SFT、DPO(及 KTO/IPO/ORPO/CPO)、PPO、GRPO、Reward Modeling 等 trainer,深度集成 Transformers/Accelerate(DeepSpeed ZeRO/FSDP)/PEFT(LoRA/QLoRA)/vLLM 在线生成加速;社区对齐与 RLVR 复现主流入口。https://github.com/huggingface/trl
  • OpenRLHF (OpenRLHF community, 2024-05, paper) — 首批可扩展到 70B+ 的 RLHF 框架,Ray 编排 + vLLM 生成 + DeepSpeed ZeRO-3 训练,把 actor/critic/reward/ref 四模型分组调度与卸载;支持 PPO/DPO/KTO/拒绝采样,后演进至 agentic RL(async、REINFORCE++、DAPO、VLM)。https://arxiv.org/abs/2405.11143
  • NeMo-Aligner (NVIDIA, 2024-05, paper) — 基于 NeMo 的可扩展对齐工具包,支持 SFT/RM/PPO-RLHF/DPO/SteerLM/SPIN,用 TP/PP/DP 跨数千 GPU、RLHF 生成用 TensorRT-LLM 加速 rollout;产出 Nemotron-4-340B Instruct/Reward、Llama-3.1-Nemotron-70B,后继 NeMo-RL(Ray + Megatron Core)。https://arxiv.org/abs/2405.01481
  • HybridFlow / verl (ByteDance / Hong Kong University, 2024-09, paper) — RLHF 框架,single-controller(算法编排)+ multi-controller(分布式执行)混合范式 + 3D-HybridEngine 在训练/生成间零冗余 resharding;较 SOTA 吞吐 1.5-20×,开源为 verl,是当前大规模 RL post-training 最主流框架之一。https://arxiv.org/abs/2409.19256
  • DeepSeek-R1 (DeepSeek-AI, 2025-01, report) — 用纯 RL(GRPO + 规则化可验证奖励 RLVR)在 V3-Base 上激发推理的旗舰报告,R1-Zero 完全无 SFT 即涌现长 CoT/自我验证/反思,R1 加冷启动 + 四阶段 RL 对标 o1-1217,并蒸馏到 Qwen/Llama 1.5B-70B dense、全开源。https://arxiv.org/abs/2501.12948
  • DAPO (ByteDance Seed / Tsinghua University, 2025-03, paper) — 完全开源的大规模推理 RL 系统与算法(Clip-Higher + Dynamic Sampling + Token-Level PG Loss + Overlong Reward Shaping),基于 verl;Qwen2.5-32B base 在 AIME 2024 达 50 分(vs R1-Zero-Qwen-32B 47)且约半数步数,开源代码+数据。https://arxiv.org/abs/2503.14476
  • AReaL (Ant Group / Tsinghua University, 2025-05, paper) — 全异步 RL 训练系统,rollout 与 training 完全解耦(rollout 持续生成、training 攒满即更新),消除”等最长序列”空转,用 interruptible rollout + staleness 控制 + staleness-enhanced PPO 保稳;GPU 利用与端到端速度显著高于同步系统。https://arxiv.org/abs/2505.24298

架构-Infra 协同设计的代表性模型报告

  • Mixtral of Experts (Mistral AI, 2024-01, report) — 稀疏 MoE,每层 8 专家、top-2 路由,47B 总参 / 13B 激活、32K 上下文,性能 ≥ Llama 2 70B / GPT-3.5 而推理成本接近 13B dense;Apache-2.0 开源,是推理系统 MoE 支持的常见基准。https://arxiv.org/abs/2401.04088
  • DeepSeek-V2 (DeepSeek-AI, 2024-05, report) — 236B 总参 / 21B 激活 MoE,首提 MLA(KV 联合压缩到低维 latent,KV cache 减 93.3%)+ DeepSeekMoE 细粒度专家;vs DeepSeek-67B 训练成本 -42.5%、生成吞吐 +5.76×,8.1T token 预训练、128K 上下文。https://arxiv.org/abs/2405.04434
  • The Llama 3 Herd of Models (Meta AI, 2024-07, report) — 405B dense 旗舰在最高 16384 H100 上以 4D 并行(TP+PP+CP+FSDP)训 15.6T token(峰值 3.8×10²⁵ FLOPs、MFU 约 38-43%),后训练用多轮 SFT + DPO(弃 PPO 求稳);西方少见的工业级 infra 全披露。https://arxiv.org/abs/2407.21783
  • DeepSeek-V3 Technical Report (DeepSeek-AI, 2024-12, report) — 671B 总参 / 37B 激活 MoE,MLA + DeepSeekMoE + 无辅助损失负载均衡 + MTP + FP8 混合精度训练 + DualPipe;14.8T token 预训练仅用 2.788M H800 GPU·hr、全程无不可恢复 loss spike,是算法-系统-硬件协同设计的标杆。https://arxiv.org/abs/2412.19437

增量补录(2026 调研后查漏,AI infra 维度)

  • GLM-5.2(承 GLM-5)— slime 异步 RL(解耦 gen/train)、PD 分离、DP-attention(EP64/DP64)、FP8 rollout;Muon 零冗余通信、pipeline ZeRO2/激活offload;国产芯片全栈适配(昇腾/摩尔/海光/寒武纪/昆仑芯/沐曦/燧原);SAO/CompactionRL 分别给出异步 rollout 与 compact trajectory 训练细节。
  • Kimi-K2.6(承 K2.5)— Decoupled Encoder Process (DEP),多模态训练效率达纯文本 90%;MuonClip。
  • MiniMax-M3 — MSA 协同 GPU kernel:exp-free TopK + KV-outer 稀疏注意力 + LSE 融合 + 动态负载均衡;109B 验证 prefill 14.2×/decode 7.6× vs GQA。
  • DSpark(DeepSeek,投机解码)— 半自回归 draft(并行 backbone + 轻量 Markov/RNN 序列 head 注入块内依赖,缓解后缀衰减)+ 置信度调度验证(confidence head + STS 校准 + 硬件感知 prefix scheduler 按 SPS 容量曲线动态裁剪验证长度,无损);V4 生产取代 MTP-1,匹配吞吐下单用户提速 57%–85%。开源 DeepSpec 训练库(Eagle3/DFlash/DSpark)。