MHA2MLA：0.3%数据微调！复旦团队开源推理加速神器，KV缓存狂降96.87%

2025-03-13 238

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本文涉及的产品

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模型在线服务 PAI-EAS，A10/V100等 500元 1个月

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简介： MHA2MLA是复旦大学、华东师范大学、上海AI Lab等机构联合推出的数据高效微调方法，通过引入多头潜在注意力机制（MLA），显著优化基于Transformer的LLM推理效率，降低推理成本。

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🎧 “推理效率革命！复旦团队推出MHA2MLA：LLM推理成本直降92%，性能损失仅0.5%！”

大家好，我是蚝油菜花。你是否也遇到过——

👉 大模型推理时内存占用过高，硬件成本飙升
👉 长文本处理任务中，KV缓存成为性能瓶颈
👉 资源受限的边缘设备无法高效运行大模型...

今天揭秘的 MHA2MLA，由复旦大学、华东师范大学、上海AI Lab等机构联合推出，通过引入多头潜在注意力机制（MLA），显著优化基于Transformer的LLM推理效率，降低推理成本。MHA2MLA仅需使用原始数据的0.3%到0.6%进行微调，就能在大幅减少KV缓存（如92.19%）的同时，将性能损失控制在极小范围内（如LongBench性能仅下降0.5%）。接下来，我们将深入解析这一技术的核心原理与应用场景。

🚀 快速阅读

MHA2MLA是一种优化LLM推理效率的数据高效微调方法。

核心功能：显著减少KV缓存，降低推理内存占用，同时保持模型性能。
技术原理：基于Partial-RoPE和低秩近似技术，优化注意力机制的计算效率。

MHA2MLA 是什么

MHA2MLA

MHA2MLA是复旦大学、华东师范大学、上海AI Lab等机构联合推出的数据高效微调方法，基于引入多头潜在注意力机制（MLA），优化任何基于Transformer的LLM的推理效率，降低推理成本。

MHA2MLA基于两个关键策略实现：一是partial-RoPE，移除对注意力分数贡献较小的查询和键的旋转位置编码（RoPE）维度；二是低秩近似，基于联合奇异值分解（SVD）对键和值进行压缩，减少KV缓存的内存占用。MHA2MLA仅需使用原始数据的0.3%到0.6%进行微调，能在大幅减少KV缓存（如92.19%）的同时，将性能损失控制在极小范围内（如LongBench性能仅下降0.5%）。

MHA2MLA 的主要功能

显著减少KV缓存：基于低秩压缩技术，将KV缓存的大小大幅减少（最高可达96.87%），降低推理时的内存占用。
保持模型性能：在极低的数据量（0.3%到0.6%的原始训练数据）下进行微调，将性能损失控制在极小范围内（如LongBench性能仅下降0.5%）。
与现有技术兼容：与量化技术（如4-bit量化）结合使用，进一步提升推理效率。
数据高效性：仅需少量数据即可完成从MHA到MLA的架构转换，适合在资源受限的环境中快速部署。

MHA2MLA 的技术原理

Partial-RoPE（部分旋转位置编码）：在MHA中，旋转位置编码（RoPE）基于旋转操作将位置信息融入查询向量（Q）和键向量（K），帮助模型捕捉序列中的位置关系。基于计算每个维度对注意力分数的贡献，移除贡献较小的RoPE维度（即“不重要的”维度），减少计算量和内存占用。这一过程称为“部分RoPE”，在保留关键位置信息的同时，为低秩压缩腾出空间。
低秩近似（Low-Rank Approximation）：MLA基于低秩联合压缩键值（KV）减少内存占用。MHA2MLA借鉴这一思想，对MHA中的键和值参数矩阵进行奇异值分解（SVD）。将键和值矩阵分解为低秩矩阵的乘积，用更少的参数近似原始矩阵。为更好地保留键和值之间的交互信息，MHA2MLA联合SVD（SVDjoint）策略，对键和值矩阵进行联合分解，而不是分别处理。