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注意力与 KV Cache

LLM 原理与推理优化专题:用 2 个核心问题讲清原理、取舍与落地。

一句话定位

从 Transformer 到微调、量化和在线推理容量。 回答时沿着“数学机制 → 计算/显存代价 → 对 Agent 的影响”展开。

核心原理与问题解析

Multi-Head Attention 有什么作用?

多个头在不同投影子空间并行关注不同关系,再拼接映射。它增加表达能力,但不能保证每个头都有可解释语义;头数增加也会改变计算和 KV Cache 形态。

继续想: MHA、MQA、GQA 有何区别?;为什么有些注意力头可以剪枝?

KV Cache 是什么?

自回归解码时保存历史 Token 各层的 Key、Value,后续只计算新 Token,避免重复处理全部前缀。它用显存换速度,长度、层数、并发和 KV 头数都会影响占用。

继续想: 为什么 KV Cache 不缓存 Q?;GQA 如何减少 KV Cache?

工程落地检查

  • 先画清输入、输出和张量/状态的变化
  • 区分训练、Prefill 与 Decode
  • 同时比较质量、吞吐、延迟和显存
  • 用目标硬件与真实任务压测
  • 模型、Tokenizer 和推理参数共同版本化

常见误区

  • 只背名词,不解释为什么影响系统
  • 把理论复杂度直接等同实际速度
  • 只看模型榜单,不测业务任务

对应面试题

L03 Multi-Head Attention 有什么作用? · L06 KV Cache 是什么?

延伸资料

Attention Is All You Need · FlashAttention · LoRA · DPO