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术语表

本页速览 推理加速领域的核心术语表:基础概念、性能与指标、显存与算力、量化与压缩、算子与图、系统与服务、硬件七组共 70+ 术语的准确定义与辨析。

术语表

本表收录推理加速领域的核心术语,按主题分为七组:基础概念、性能与指标、显存与算力、量化与压缩、算子与图、系统与服务、硬件。每条术语给出中文名、英文原名与定义;容易混淆的术语对单独做了辨析。它是你阅读站内其他章节时随时回查的"词典",与硬件基础速查基准数据与工具档案互为参照。

使用建议

术语不必按顺序读。建议先读「基础概念」建立词汇骨架,然后在阅读其他章节遇到生词时回来查阅。加粗的站内链接指向该术语的深入讨论页——例如读到"量化"想深挖就跳到模型量化基础

基础概念

推理(inference) 模型训练完成后,把输入喂给模型得到输出的过程。本站的核心主题。详见什么是推理加速推理 vs 训练 vs 微调

训练(training) 用数据迭代更新模型参数的过程,让模型从数据中学到规律。与推理共享同一套数学(矩阵乘法、反向传播),但目标相反——训练改参数,推理用参数。详见推理 vs 训练 vs 微调

微调(fine-tuning) 在预训练模型基础上用小学习率在任务数据上继续训练。与推理的关系:微调产出模型权重,推理消费它。

部署(deployment) 把训练好的模型封装成可被业务调用的稳定服务的过程,包含模型格式转换、引擎选型、服务化、监控等环节。详见模型服务化与编排部署设计原则

推理引擎(inference engine / inferencer) 专门执行模型推理的运行时系统,比通用训练框架更快、更省显存。代表:TensorRT、ONNX Runtime、vLLM、Triton Inference Server。详见推理引擎选型对比

服务化(serving) 把模型包装成 HTTP/gRPC 接口、加上批处理、负载均衡、版本管理的能力。详见模型服务化与编排

AOT 与 JIT(ahead-of-time / just-in-time) 两种编译时机。AOT 在部署前把整张图编译成不可变的执行计划(TensorRT 的 Plan 文件);JIT 在运行时即时编译(PyTorch 的 eager + torch.compile)。AOT 启动慢但推理快,JIT 灵活但开销高。

优化(optimization) 在给定约束(精度、延迟、显存、成本)下让推理更好的所有手段总称:量化、融合、调度、并行都是它的子集。详见调参与性能调优

量化(quantization) 把模型权重/激活从 FP32 降到 FP16/INT8/INT4/FP8/FP4,显存减半、推理加速、精度损失可控。部署优化首选。详见模型量化基础

剪枝(pruning) 把不重要的权重置零(结构化剪枝直接删通道/层),减小模型体积、稀疏化可加速。详见剪枝与稀疏化

蒸馏(distillation) 用大模型(教师)的输出教小模型(学生),让小模型逼近大模型效果,降本增效。详见知识蒸馏

图优化(graph optimization) 在计算图层面做的常量折叠、算子融合、布局转换等改写。详见计算图优化

性能与指标

延迟(latency) 单个请求从提交到完成所用的时间。LLM 推理要拆成 TTFT、TPOT、E2E 三个时间点。详见延迟、吞吐与并发

吞吐(throughput) 单位时间系统能处理的请求数或 token 数。常见单位:QPS(queries per second)、tokens/s。与延迟存在固有权衡。

TTFT(Time To First Token) 从请求到达到首个 token 输出的时间,对应 prefill 阶段。交互式场景最敏感的指标。详见延迟、吞吐与并发

TPOT(Time Per Output Token) 首 token 之后每个 token 的平均生成时间,对应 decode 阶段。"打字速度"。

E2E Latency(end-to-end latency) 从请求到完成全部输出的总时长。E2E = TTFT + TPOT × (output_tokens - 1)

QPS(queries per second) 每秒处理的请求数。吞吐的请求级度量。

并发(concurrency) 系统同时服务的请求数。连接延迟与吞吐的桥梁。详见延迟、吞吐与并发

P50 / P95 / P99(percentile latency) 延迟的百分位数:P50 是中位数,P95 表示 95% 的请求低于此值,P99 用于看长尾。线上服务通常用 P99 而非平均值。

Little's Law(利特尔法则)并发 = 吞吐 × 延迟。三者知二推一,是推理系统容量规划的基础。详见延迟、吞吐与并发

SLA / SLO(service level agreement / objective) 服务等级协议/目标,通常以"P99 < X ms"形式给出。推理系统的可用性边界。

prefill / decode(预填 / 解码) LLM 推理的两阶段:prefill 一次性处理整个 prompt(计算密集),decode 逐 token 自回归生成(访存密集)。详见延迟、吞吐与并发显存层次与带宽墙

首 token 延迟(time-to-first-token, TTFT) 见 TTFT。

每 token 延迟(inter-token latency, ITL) 即 TPOT 的别称,描述流式生成的连续 token 间隔。

显存与算力

HBM(high bandwidth memory) GPU 外显存,高带宽(A100 2 TB/s、H100 3.35 TB/s、H200 4.8 TB/s)、大容量(80–192 GB),但带宽仍远低于片上 SRAM。详见显存层次与带宽墙硬件基础速查

SRAM(static random access memory) GPU 片上共享内存,SM 内部 L1/共享存储,带宽量级在 10–30 TB/s 但容量极小(A100 共享内存每 SM 228 KB)。是 kernel 内 tile 数据的载体。

L2 cache GPU 片上二级缓存,全 SM 共享。A100 L2 为 40 MB、H100 50 MB、B200 高达 60 MB。命中可避免走 HBM。

显存带宽(memory bandwidth) 单位时间从 HBM 读出/写入的数据量,是 decode 阶段的天花板。LLM decode 的核心瓶颈。

显存容量(memory capacity) 能装下多大模型与多大 KV cache 的硬约束。70B 模型 FP16 需约 140 GB,单张 80 GB 卡放不下,必须张量并行或量化。

算力(compute / FLOPS) 每秒浮点运算次数。FP16:A100 312 TFLOPS、H100 989 TFLOPS、B200 2250 TFLOPS。详见Roofline 模型硬件基础速查

Roofline 模型 把算力与带宽统一到一个模型:性能上限 = min(峰值算力, 带宽 × 算术强度)。详见Roofline 模型与算力分析

算术强度(arithmetic intensity) 每字节访存完成的浮点运算数,单位 FLOPS/Byte。决定算子是 compute-bound 还是 memory-bound。详见Roofline 模型

compute-bound(计算受限) 算子的算术强度高,性能受 FLOPS 限制。典型:大 batch 的 GEMM、prefill 阶段。

memory-bound(访存受限) 算子的算术强度低,性能受带宽限制。典型:小 batch 的 GEMM、decode 阶段、LayerNorm、激活函数。LLM decode 的核心特征。

capacity-bound(容量受限) 显存装不下导致的问题:模型放不下、KV cache 撑爆、batch 上不去。详见显存层次与带宽墙

算子的瓶颈脊线(roofline ridge) Roofline 图上算力线与带宽线的交点对应的算术强度。强度低于此点 memory-bound,高于此点 compute-bound。

MAC / FLOP(multiply-accumulate / floating-point operation) 一次乘加 = 2 FLOP。GEMM 算力计量常用。

量化与压缩

PTQ(post-training quantization,训练后量化) 模型训练完再做量化,无需重训,最快上手。AWQ、GPTQ、SmoothQuant 均属此类。详见模型量化基础权重量化与混合精度

QAT(quantization-aware training,量化感知训练) 训练时模拟量化误差,精度比 PTQ 高但需要训练数据与训练成本。详见模型量化基础

INT8 / INT4 / FP8 / FP4 / FP16 / BF16 常见数值精度。FP16/BF16 训练默认,INT8 推理主流,INT4 端侧激进,FP8 Hopper 起硬件原生支持,FP4 Blackwell 引入。详见模型量化基础硬件基础速查

权重量化(weight-only quantization) 只把权重压到 INT4/INT8,激活仍 FP16。LLM 部署主流方案(GPTQ、AWQ),因为激活难量化。详见权重量化与混合精度

混合精度(mixed precision) 不同层/不同张量用不同精度。常见:权重 INT4 + 激活 FP16 + 少量层保留 FP16。

GPTQ 基于二阶 Hessian 信息的 PTQ 算法,逐列量化权重并补偿误差。INT4 LLM 量化的事实标准之一。详见权重量化与混合精度

AWQ(activation-aware weight quantization) 基于"部分权重通道更重要"的观察做的 PTQ,量化前对权重做小幅缩放保护关键通道。INT4 量化另一主流。详见权重量化与混合精度

SmoothQuant 把激活的"难量化"通过平滑缩放迁移到权重侧,实现权重 + 激活同时 INT8。详见模型量化基础

ZeroQuant 字节跳动的 PTQ 方案,融合了 per-token 激活量化与 per-group 权重量化。

per-tensor / per-channel / per-group 量化粒度 量化参数(scale、zero-point)的共享范围。per-tensor 全张量共享一组(最省显存但精度损失大);per-channel 每个输出通道一组;per-group 每 N 个连续元素一组(GPTQ/AWQ 常用 group=128)。

对称 / 非对称量化(symmetric / asymmetric quantization) 对称量化 zero-point 固定为 0,范围以 0 为中心(INT8 范围 [-127, 127]);非对称允许 zero-point 偏移,能更贴分布(如 ReLU 后的激活),但运算多一次 zero-point 校正。

calibration(校准) PTQ 中用少量代表数据跑前向、统计激活分布以确定量化参数的过程。详见模型量化基础

反量化(dequantize) 推理时把量化权重还原成高精度形式参与运算。LLM 部署里常在 GEMM kernel 内即时反量化(weight-only GEMM)。

稀疏化(sparsification) 把部分权重置零,配合稀疏算子加速。NVIDIA 2:4 结构化稀疏是硬件原生支持。详见剪枝与稀疏化

算子与图

算子(operator / op) 计算图的基本节点,对应一次明确的数学运算:MatMul、LayerNorm、Softmax、Conv。详见算子融合与自定义核

kernel(核函数) 算子在硬件上的具体实现。同一个算子在不同硬件/不同 batch 下应有不同 kernel 才最优——这是 kernel auto-tuning 的出发点。

kernel fusion(算子融合) 把多个相邻算子合并成一个 kernel 执行,避免中间结果落回 HBM。详见算子融合与自定义核

kernel auto-tuning 为同一算子生成多个候选 kernel、在目标硬件上实测选最快的。TensorRT、TVM、Triton 都内置。详见算子融合与自定义核

FlashAttention 把 attention 的 softmax(QK^T)V 改写成 tiling + 在线 softmax,避免实例化 N×N 注意力矩阵。v1/v2/v3 是 LLM 加速的里程碑。详见算子融合与自定义核经典论文精读

FlashInfer 专为 LLM 推理设计的 attention kernel 库,覆盖 prefill/decode/append 各场景,被 vLLM/SGLang 采用。

Triton(OpenAI Triton) Python DSL 写 GPU kernel 的语言/编译器,屏蔽 PTX 细节,性能接近手写 CUDA。FlashAttention v2 起基于 Triton。详见算子融合与自定义核

两个 Triton 不要混

OpenAI Triton 是 GPU kernel DSL/编译器,写自定义算子用;NVIDIA Triton Inference Server 是推理服务框架,部署模型用。两者同名但完全无关。前者详见算子融合与自定义核,后者详见Triton 推理服务

CUDA Graph 把一连串 CUDA kernel 调用录制成一张图、一次 launch 整图,省 CPU launch 开销。LLM 推理中常用于固定形状的 decode 阶段。

operator fusion 同 kernel fusion。

IR(intermediate representation,中间表示) 编译器内部用的与框架无关的计算图表示。ONNX、MLIR dialect、Relax IR 都是 IR。

ONNX(Open Neural Network Exchange) 跨框架模型交换格式,事实标准。把 PyTorch/TF/JAX 模型导出成统一 ONNX 图,再由各引擎接收。详见ONNX Runtime 跨平台

MLIR(multi-level intermediate representation) LLVM 项目下的多级 IR 框架,PyTorch torch.compile 与 JAX/XLA 都基于它。新趋势。

XLA(accelerated linear algebra) Google 的图编译器,把 HLO IR 编译成 GPU/TPU/CPU 代码。JAX 与 TF 默认走 XLA。

TVM Apache 的端到端深度学习编译器,支持图优化 + kernel 自动调优 + 跨硬件后端。详见计算图优化

Relax TVM 团队推出的新一代 LLM 推理 IR,专门为动态形状与大模型设计。

torch.compile(PyTorch 2.x) PyTorch 2.0 起的 JIT 编译入口,底层走 TorchDynamo + Inductor,能做图捕获、融合、kernel 生成。

Layout(数据布局) 张量在内存里的排布方式:NCHW / NHWC / blocked。不同硬件偏好不同 layout,TensorRT 的 layout 转换是优化重点。

系统与服务

KV cache(键值缓存) 自回归生成时缓存历史 token 的 K、V,避免每生成一个 token 就重算全部历史。是 LLM 推理显存占用大头。详见vLLM 与 PagedAttention显存层次与带宽墙

PagedAttention vLLM 借鉴 OS 虚拟内存做的 KV cache 管理方案:把 KV 分成固定大小 block,按需分配、共享前缀。详见vLLM 与 PagedAttention

continuous batching(连续批处理 / 动态批处理) 请求随到随加入 batch,已完成请求随时退出,不等齐。LLM 服务吞吐的关键。详见批处理与请求调度vLLM 与 PagedAttention

static batching(静态批处理) 请求攒齐一个 batch 后一起进、一起出。简单但吞吐低、长尾拖累严重。

prefix caching(前缀缓存) 相同 system prompt 的请求复用已计算的 prefill KV。vLLM、SGLang、TGI 均支持,多租户场景显著降 TTFT。详见批处理与请求调度

speculative decoding(投机解码) 小模型(draft)猜若干 token、大模型并行验证,命中即一次生成多个 token。Medusa、EAGLE-2/3 是代表。详见投机解码与 Medusa/EAGLE

tensor parallelism, TP(张量并行) 把单层的权重切成 N 份分到 N 张卡上,每卡算一部分、AllReduce 汇总。通信密集,要求 NVLink。详见分布式推理(TP/PP)

pipeline parallelism, PP(流水线并行) 把模型按层切成 N 段分到 N 张卡,请求像流水线一样流过。通信少但易气泡,常配合 micro-batching。详见分布式推理(TP/PP)

expert parallelism, EP(专家并行) MoE 模型特有的并行:把不同 expert 分布到不同卡。DeepSeek-V3、Mixtral 部署核心。

AllReduce / AllGather / All-to-All 分布式集合通信原语。AllReduce 求和后广播(TP 用);AllGather 各卡拼齐(PP 用);All-to-All 全交换(EP 用)。详见分布式推理(TP/PP)

vLLM UC Berkeley 开源的 LLM 推理引擎,PagedAttention + continuous batching 起家,社区最大。详见vLLM 与 PagedAttention

TensorRT-LLM NVIDIA 官方的 LLM 推理引擎,TensorRT 的 LLM 专用分支,FP8、in-flight batching、speculative decoding 一应俱全。详见TensorRT-LLM

SGLang Berkeley/MSU 起步的 LLM 推理框架,主打结构化生成与 RadixAttention 前缀缓存。详见推理引擎选型对比

TGI(Text Generation Inference) Hugging Face 出品的 LLM 服务化引擎,与 Transformers 生态深度集成。

Triton Inference Server NVIDIA 的多后端推理服务框架(不是 OpenAI Triton),统一管理 TensorRT/PyTorch/TF 模型,提供 HTTP/gRPC、动态 batching。详见Triton 推理服务

llama.cpp C++ 实现的 LLM 推理库,CPU/GPU 全平台可跑,GGUF 格式是端侧部署事实标准。详见llama.cpp 与 GGUF

ONNX Runtime 微软的跨平台推理引擎,覆盖 CPU/GPU/NPU/移动端。详见ONNX Runtime 跨平台

OpenVINO Intel 的 CPU/iGPU/VPU 推理优化工具链。详见OpenVINO 与 CPU 推理

Engine(推理引擎产物) TensorRT 把模型编译后产出的可执行文件(.engine/.plan),绑定特定 GPU 架构与精度。详见TensorRT 与 GPU 推理

Plan 文件 同 Engine,TensorRT 术语。

in-flight batching TensorRT-LLM 的连续批处理实现,与 vLLM continuous batching 思想相同。

chunked prefill 把长 prompt 的 prefill 拆成多个 chunk 与 decode 一起调度,避免长 prompt 独占 GPU。SARATHI 论文提出,vLLM 与 TensorRT-LLM 已采用。

硬件

GPU(graphics processing unit) 大规模并行计算芯片,AI 训练与推理的主力。详见GPU 体系结构与优化硬件基础速查

SM(streaming multiprocessor) GPU 的计算基本单元,每 SM 含多个 CUDA core、Tensor core、共享内存与调度器。A100 108 SM、H100 132 SM、B200 148 SM。

CUDA core GPU 的标量计算单元,FP32/FP64 算它。A100 每 SM 64 个 FP32 CUDA core。

Tensor Core NVIDIA Volta 起引入的矩阵乘加专用单元,一个时钟周期完成一个 4×4×4 矩阵乘加。FP16/BF16/INT8/FP8/FP4 的算力全来自它。详见GPU 体系结构与优化

warp SM 的最小调度单位,32 个 thread 同时执行同一条指令(SIMT)。warp divergence(分歧)会降低效率。

SIMT(single instruction, multiple threads) GPU 的执行模型:单指令 + 多线程,介于 SIMD 与 SMT 之间。

NPU(neural processing unit) 通用名词,指为神经网络推理设计的专用芯片。广义含 TPU、昇腾、Apple Neural Engine、高通 Hexagon 等。

TPU(tensor processing unit) Google 自研的 AI 专用 ASIC,TPU v4/v5e/v5p。JAX/XLA 原生支持。

昇腾 910B(Ascend 910B) 华为自研 AI 处理器,达芬奇架构,国产算力替代主力。

Ampere / Hopper / Blackwell NVIDIA 三代数据中心 GPU 微架构:A100(2020)、H100(2022)、B200(2024)。详见硬件基础速查

A100 / H100 / H200 / B200 / GB200 NVIDIA 数据中心 GPU 具体型号。详见硬件基础速查的对比表。

cuDNN NVIDIA 深度学习算子库,卷积、池化、归一化等的基础实现。

cuBLAS NVIDIA BLAS 矩阵乘库,GEMM 的底层。

NCCL(NVIDIA collective communications library) NVIDIA 多卡集合通信库,AllReduce/AllGather 等的高性能实现。PyTorch DDP/FSDP 与 TP/PP 底层都用它。

NVLink / NVSwitch GPU 间高速互联:NVLink 4.0 单向 100 GB/s(H100),NVSwitch 是全互联的交换芯片,B200 上是 NVLink Switch。详见分布式推理(TP/PP)硬件基础速查

PCIe CPU-GPU 与多 GPU 互联的通用总线,PCIe Gen5 单向 64 GB/s。比 NVLink 慢但通用。

TDP(thermal design power) 芯片散热设计功率。A100 400W、H100 SXM 700W、B200 1000W+,决定机柜与散热方案。

MIG(multi-instance GPU) Hopper 起硬件级把单卡切成多个隔离实例,A100/H100 支持,多租户场景用。

DVFS(dynamic voltage and frequency scaling) 动态调频调压,省电但会波动延迟,推理延迟敏感场景常关。

易混淆辨析

推理 / 训练 / 微调

训练是从数据学参数;微调是在已有权重上继续训练改参数;推理是用参数做预测、不改参数。三者共用 PyTorch,但部署形态截然不同——训练用框架 eager、推理用专门引擎(TensorRT/vLLM)。详见推理 vs 训练 vs 微调

延迟 / 吞吐 / 并发

延迟看单个请求快慢;吞吐看单位时间总量;并发看同时能服务几个。Little's Law 把它们绑在一起:并发 = 吞吐 × 延迟。优化前先问"业务要的是低延迟还是高吞吐"——单用户聊天重 TTFT,离线批处理重 tokens/s。详见延迟、吞吐与并发

compute-bound / memory-bound / capacity-bound

compute-bound:算力不够,加算力或减运算;memory-bound:带宽不够,加带宽或减访存量;capacity-bound:显存放不下,加显存或量化。LLM 推理 prefill 多 compute-bound,decode 多 memory-bound,长上下文多 capacity-bound。Roofline 是判断工具。详见Roofline 模型

PTQ / QAT / 权重量化 / 激活量化

PTQ 训练完再量化、最快上手;QAT 训练时就模拟量化、精度最高但贵。权重量化只压权重、激活保高精度,LLM 部署主流;激活量化连激活也压、需要 SmoothQuant 这类迁移技术。LLM 的激活异常值多,纯激活量化精度损失大——这是权重量化成为主流的根本原因。详见模型量化基础权重量化与混合精度

vLLM / TensorRT-LLM / SGLang / TGI

四者都是 LLM 推理引擎,定位不同:vLLM 开源社区最大、PagedAttention 起家;TensorRT-LLM NVIDIA 官方、FP8 与硬件深度结合;SGLang 主打结构化生成与 RadixAttention 前缀缓存;TGI HuggingFace 出品、与 Transformers 生态最贴近。选型对比见推理引擎选型对比基准数据与工具档案

两个 Triton

OpenAI Triton 是 GPU kernel DSL(写自定义算子,详见算子融合与自定义核);NVIDIA Triton Inference Server 是推理服务框架(部署模型,详见Triton 推理服务)。同名不同物,文献里要靠上下文区分。

延伸阅读