为什么Transformer推理需要做KV缓存

一、我们先来回忆一下在transformer中KV在哪里出现过,都有什么作用?

α的计算过程:

这里引入三个向量:

图中的q为Query,用来匹配key值

图中的k为key,用来被Query匹配

图中的Value,是用来被进行加权平均的

由这一步我们知道α就是K与Q的匹配程度,匹配程度越高则权重越大。

Wq、Wk、Wv这三个参数矩阵都需要从训练数据中学习

二、为什么要使用KV缓存

使用KV缓存是为减少生成token时候的矩阵运算。

因为在transformer中文本是逐个token生成的,每次新的预测会基于之前生成的所有token的上下文信息,这种对顺序数据的依赖会减慢生成过程,因为每次预测下一个token都需要重新处理序列中所有之前的token。

比说我们要预测第100个token,那么模型必须使用前面99个token的信息,这就需要对这些token做矩阵运算,而这个矩阵运算是非常耗时的。所以KV缓存就是为了减少这种耗时的矩阵运算,在推理过程中会把键和值放在缓存中,这样模型就可以在后续生成token的时候,直接访问缓存,而不需要重新计算。

三、KV缓存具体是怎么实现的?

这两张图分别是有缓存和没有缓存的情况

因为是第一个token,所以有没有缓存计算过程没有差别

接下来到第二个token时,可以看到紫色标出的就是缓存下来的key和value,在没有缓存的情况下KV都要重新计算。如果做了缓存就只需要把历史的KV拿出来,同时只计算最新的那个token的KV再拼接成一个大矩阵就行了。

对比一下,有缓存的计算量明显减少了一半

那后面的token一样,每次历史计算过的键和值就不用重新计算了,这样就极大减少了self attention 的计算量,从序列长度的二次方直接变成了线性

相关推荐
回眸&啤酒鸭3 天前
【回眸】Minicart 电商购物车核心功能落地指南
人工智能
一隅论数智3 天前
给AI一张“业务概念地图“:本体如何从哲学走向企业智能
大数据·人工智能·经验分享·笔记·学习·学习方法·政务
AI的探索之旅3 天前
97 个 OpenCV 实例(三十):双目立体,从标定到点云
人工智能·opencv·计算机视觉
AlbertZein3 天前
Step-5-Preview 上手实测:3D 游戏、金融分析、网页设计一次跑完
人工智能·aigc
LaughingZhu3 天前
Product Hunt 每日热榜 | 2026-09-19
人工智能·深度学习·神经网络·搜索引擎·百度
美狐美颜SDK开放平台3 天前
开发直播APP时如何接入视频美颜SDK?开发流程与注意事项
android·人工智能·计算机视觉·音视频·直播美颜sdk
wukangjupingbb3 天前
智能网联汽车安全能力框架
人工智能
龙亘川3 天前
明月照湾区,智启新赛道:从顶流文旅IP盛会看智慧文旅升级路径
人工智能·智慧城市·开源软件·数据可视化
飞猫的边缘AI3 天前
边缘AI应用:家用AI摄像头怎么做数据训练?
人工智能·边缘计算·ai算法·边缘ai