芝加哥大学教授、Tensormesh 联合创始人兼 CEO 江鋆晨,聊聊押注 ChatGPT、把论文做成开源基础设施,以及模型为什么不该把同一份输入读两遍。
江鋆晨是芝加哥大学计算机系教授,带队做出了 LMCache,为大模型推理管理 KV Cache 缓存,可与 vLLM 配合使用。2007 年,他通过数学竞赛保送清华,入学后考进姚班,后来赴 CMU 师从张辉,研究网络视频传输。2023 年,他把实验室的方向从视频转向大模型:下一种值得存储、传输和复用的数据,可能是模型自己生成的内部记忆。
他创办的 Tensormesh 负责将 LMCache 商业化。模型处理过一本书或一份报告后,系统把计算结果以 KV Cache 的形式存下来,下次遇到相同内容时就能复用,减少重复计算。他们希望进一步做出独立于推理引擎、存储设备和 GPU 的 AI 缓存层。访谈时,公司刚完成新一轮 2000 万美元融资,英伟达和 AMD 均参与投资。
在这期深度对话中,我们讨论了:
- 从数学竞赛保送清华,再考进只考数学题的姚班
- 把算法做快后,老师让他证明性能上限,他却发现自己更想继续突破
- 2010 年,Netflix、HBO、BBC 都要做视频流媒体,原本传网页的 HTTP 成了共同选择
- 为什么写 3 个月视频播放器,比在微软研究院的经历更帮助他的研究
- 把博士高阶课程当历史课:读经典论文,是为了判断下一个重要问题
- 2023 年初,学生连 SIGCOMM 截稿都不想赶了,他最终决定一起转向大模型
- 从网页时代的 CDN、大数据时代的 Hadoop,到他押注的 KV Cache 数据层
- 网络实验室为何选中 KV Cache:文本太小,视频未成熟,模型记忆足够大
- 论文假设的 KV Cache 存储系统,工业界根本没有,于是他们做了 LMCache
- 英伟达、AMD 同时参投 2000 万美元融资,Tensormesh 如何赶在大公司全面入场之前
这期对话给我们的最大启示:
-
理论研究厘清能力与上限,江鋆晨更想把性能继续往上推。
本科在网络实验室做研究时,他把一个算法的速度提高了数倍,兴冲冲地拿去问姚班的一位老师有没有意义。老师认可改进,却紧接着问他,能不能证明在某些条件下,性能最多只能提高到某个程度。江鋆晨的反应是:“我不关心这个东西,它的理论上限是什么,我关心的是它能不能继续提高。” 证明哪些事不可能发生,是理论研究深入理解问题的一种方式,但他发现自己更喜欢突破限制。这是他意识到理论不适合自己的一个原因,网络系统则给了他继续做快、做好的空间。
-
3 个月的产品开发,比 3 次研究院实习更有助于江鋆晨的研究。
他当教授前有 4 段工业界经历,3 段在微软研究院,另 1 段在导师张辉的公司写视频播放器。导师让他整个暑假先别想论文,就去做产品:“我就是去当工程师的,三个月就把自己完全当作工程师来用。” 写完播放器,他才知道哪些优化真正能落地,哪些受制于工程条件,哪些问题是各家播放器共有的。论文会告诉你别人认为哪些问题重要,真正做产品才能看到一线工程师每天在争论什么。他建议学生去与研究相关的行业实习,先用工程师的心态融入,回来后再思考哪些问题值得研究。
-
ChatGPT 是 AI 的互联网时刻:圈外人也开始想用它。
2023 年初,江鋆晨和不少同事一样,觉得 ChatGPT 可能只是一阵热潮,没必要为了一个应用改变整个实验室的方向。学生却不断来问相关问题,甚至连 SIGCOMM 截稿都不想赶了。真正让他改观的,是餐馆邻桌的人也在聊 ChatGPT:它第一次让 AI 有了人人都想用、随时都可能用的潜力。距离终身教职评审还有 2 年,他让学生收尾旧论文,再去探索大模型推理:“我评不上终身教职也无所谓,因为这个东西真的是非常重要。” 他判断新一轮基础设施机会的依据,是应用可能普及到多大范围。
-
每次大规模应用普及,都需要新的数据层;他押注 KV Cache。
网页时代有 CDN(内容分发网络),视频普及后,CDN 又围绕视频重新发展,大数据时代则出现了 Hadoop 和 Spark。在江鋆晨看来,当一种应用被足够多的人足够频繁地使用,就需要一层让数据分发、共享和分析更高效的基础设施。他对 AI 的预测是:如果 Transformer 继续占据主流,模型生成的内部记忆,可能成为比人类可读内容更重要的数据类型。工业界的惯性让他相信这一架构还会延续。谈到很多人用完就丢的 KV Cache,他说:“在我们看来,KV Cache 就是金子,就是未来的石油。”
-
KV Cache 能让模型复用已经算过的内容,体量也足以成为网络问题。
江鋆晨把小说和改编电影作了个类比:相比逐字读书,人可以通过电影更快接收故事,模型也有自己能直接使用的数据形式。“其实 KV Cache 就像是给大模型看的视频,你可以这样想。” 他随即提醒,这个比喻并不完全恰当,因为 KV Cache 是模型自己生成的,视频却不是人脑生成的。网络实验室选它,还有现实原因:2023 年时的输入文本规模太小,多模态和视频生成又不成熟,难以形成他们想研究的网络挑战。KV Cache 则体量大,可以存储、传输和复用,正好用得上他们做视频网络的经验。
-
LMCache 的起点,是补上论文假设工业界已经有的存储系统。
实验室先做了压缩 KV Cache 的 CacheGen,又做了支持非前缀复用的 CacheBlend,然后去工业界介绍,希望把论文里的优化部署进去。对方却问:“什么是 KV Cache 的存储系统?我们没有这个东西。” 当时他们接触的推理引擎把缓存留在 GPU 内存里,一次请求结束就丢弃。江鋆晨等不及工业界自己补齐这一层,就带队做出并开源 LMCache,让研究成果有地方可用。他觉得这次冒险可能赌对了:等一些公司真正需要这套系统时,LMCache 的功能已经比较完善,对方开始直接复用,甚至转售它。
-
用户盯着模型写答案,计算开销却可能主要花在读输入。
江鋆晨区分了两个阶段:Prefill 是处理输入,Decoding 是逐个生成输出。在他看来,许多新推理芯片着重优化用户能直接感受到的生成速度,但处理输入可能才是算力大头。他的估计是:用户感觉 90% 的时间都在等模型生成,实际 90% 的算力却花在处理输入上。他随即承认,这没有直接统计支持,是个人判断,他本人也不做硬件。Agent 的输入可能有几十万到几百万个 token,输出通常只有几千个,最多几万个,而输出又会成为后续输入。他举的具体例子是改代码:如果 90% 的输入都是模型之前处理过的程序,复用那部分 KV Cache,就能跳过那部分重复计算。
-
把 KV Cache 与引擎、存储和 GPU 解耦,才有机会成为公共标准。
江鋆晨用互联网的 IP 层作参照:生态要一起发展,就需要一些各方共同遵守、相对稳定的接口。今天与 OpenAI API 兼容的请求格式已经扮演了类似角色,KV Cache 也可能随着跨服务复用增加,成为这样的一层。LMCache 因而要适配不同推理引擎、存储设备和 GPU,让用户可以随时更换组件,同时保证性能足够好。这不等于 KV Cache 脱离了模型,因为缓存仍由模型生成。团队不可能自己写完所有适配,合作伙伴愿意一起投入,正是因为接入 LMCache 能增加与其他厂商配合的机会。
-
英伟达和 AMD 各自看中同一层技术,Tensormesh 要赶在巨头全面入场前做强。
对这轮 2000 万美元融资,江鋆晨强调:“Nvidia 对这个技术感兴趣,和 AMD 没有任何关系;AMD 对这个技术感兴趣,也不是因为 Nvidia 感兴趣。” 两家公司各自认为,做好 KV Cache 的存储、传输和优化,是充分发挥硬件性能的关键因素之一。投资 Tensormesh 也不意味着它们停止内部研发。江鋆晨最难适应的,是没有论文截稿日期,也没有强劲的直接对手逼着自己往前跑,但他判断大公司可能不到 1 年就会全面入场。Tensormesh 必须在那时至少能与它们平起平坐。
-
和学生一起创业,早期团队可以沿用多年合作积累的信任。
做 LMCache 的学生快毕业了,如果不成立公司,项目就很难持续;单靠实验室,也撑不起面向工业界的大型基础设施。一起创业后,师生变成平等的联合创始人,但学生相信他的方向判断,他相信学生的技术能力,这种信任保留了下来。学生说某个想法暂时做不了,他能相信那是技术判断,不是在找借口。谈到学生本可以去别处拿高薪,他说:“我最大的压力是,别让他们浪费了这次机会。”
