大模型经过漫长的训练,最终需要推理评估,走向实际应用。就像人一样,经过多年的学习,最终需要通过面试,走向社会工作。

严格意义上,推理引擎和推理框架是不同的,推理引擎是实际执行大模型计算的代码库,提供了推理加速的功能,如PagedAttention、Continuous Batching等。推理框架集成了推理引擎,提供了更加完善的功能,背后实际提供计算的还是推理引擎。但目前业界似乎划分的没有那么明确。

大模型推理部署是大模型走向应用的关键一环,极致优化的推理框架能够缩短延迟、降低成本。

大模型推理技术发展的比较快,目前已有许多开源的大模型推理框架,很多大模型推理框架在2023年出现。

今天给大家介绍一些目前比较主流的大模型推理工具/引擎/框架。

LMStudio、llama.cpp、Ollama、vLLM、SGLang、LMDeploy、Hugging Face TGI、TensorRT-LLM、MLC-LLM、Xinference是比较有代表性的几个。

LM Studio、Ollama属于开箱即用的工具。

llama.cpp、vLLM、SGLang、LMDeploy、Hugging Face TGI、TensorRT-LLM、MLC-LLM、Xinference是推理引擎或者框架。

可以根据应用场景和使用难易程度简单的分为三类:

不会编程的普通用户:LM Studio、Ollama

个人开发者:llama.cpp、Ollama

企业用户:vLLM、SGLang、LMDeploy、TensorRT-LLM、MLC-LLM、Hugging Face TGI、Xinference。

其中使用起来最简单的是LMStudio,提供了图像化界面,即使不会编程也可以轻松使用。

Ollama使用也比较简单,对于普通用户提供了命令行,对于开发者,提供了API。

对于需要部署到生产环境中的企业用户,vLLM、SGLang、LMDeploy、TensorRT-LLM、MLC-LLM、Hugging Face TGI、Xinference这些框架提供了更灵活、可分布式部署的服务。

01 |

LM Studio

LM Studio是本地部署大模型的工具,提供了可视化的图形界面,适合没有编程经验的人使用,极大降低了大模型在本地部署的门槛,支持Windows、macOS、Linux系统。LM Studio是一个桌面应用程序,下载安装包安装后即可使用。

官方文档:

https://lmstudio.ai/docs/

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llama.cpp

llama.cpp从其名字就能看出,它是一个使用C/C++进行开发的大模型推理引擎,最初是为了实现LLaMA系列模型的本地高效推理,现在也支持其他的大模型。针对CPU进行了优化,支持低性能硬件,如在笔记本电脑和手机上部署大模型。

核心特点:

  • 通过 ARM NEON、Accelerate 和 Metal 框架进行了优化
  • 支持x86架构AVX、AVX2、AVX512 和 AMX
  • 支持1.5位、2 位、3 位、4 位、5 位、6 位和 8 位整数量化,以实现更快的推理和减少内存使用
  • 支持英伟达、AMD、摩尔线程GPU
  • 支持 Vulkan 和 SYCL 后端
  • CPU 与 GPU 混合推理,以部分加速大于总显存容量的模型

开源时间:[2023.03]

最新版本:[b6838]

github star:[88.3k]

目前有1302位贡献者。

主要使用C/C++开发,所以推理速度很快。

github地址:

https://github.com/ggml-org/llama.cpp

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Ollama

Ollama是构建在llama.cpp上的大模型本地部署工具。支持maxOS/Windows/Linux系统。它支持通过下载软件安装包,以可视化的方式安装,使用起来比较简单,可以把它看作一个软件,安装后通过命令行的方式使用。也支持Docker、python包的方式安装。

开源时间:[2023.06]

最新版本:[v0.12.6]

github star:[155k]

目前有538位贡献者。

主要开发语言为Go。

github地址:

https://github.com/ollama/ollama

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04 |

vLLM

vLLM 是一个开源的大模型推理引擎,快速且易于使用。vLLM起源于论文(《Efficient Memory Management for Large Language Model Serving with PagedAttention》),论文中提出了PagedAttention。vLLM 最初由加州大学伯克利分校的Sky Computing Lab开发,如今已发展为一个由开源社区驱动的项目,吸引了来自学术界和工业界的贡献。

核心特点:

  • PagedAttention
  • Continuous Batching
  • 通过CUDA/HIP graph实现快速模型执行
  • GPTQ, AWQ, AutoRound, INT4, INT8, and FP8量化
  • 优化的 CUDA 内核,包括与 FlashAttention 和 FlashInfer 的集成
  • Speculative decoding
  • Chunked prefill

开源时间:[2023.06]

最新版本:[v0.11.0]

github star:[60.9k]

贡献者非常多,已经有1728位贡献者。

主要开发语言为python。

github地址:

https://github.com/vllm-project/vllm

05 |

SGLang

SGLang最初是由斯坦福大学和加州大学伯克利分校的团队开源的,是一个高性能的大语言模型和视觉语言模型推理引擎。它旨在在各种环境中提供低延迟和高吞吐量的推理,从单个 GPU 到大型分布式集群。SGLang起源于论文《SGLang: Efficient Execution of Structured Language Model Programs》),论文中提出了RadixAttention,带来了5倍推理速度提升。

SGLang提出的零开销CPU调度(zero-overhead CPU scheduler)降低了CPU的调度开销。

核心特点:

  • RadixAttention
  • zero-overhead CPU scheduler
  • PD分离
  • speculative decoding
  • continuous batching
  • paged attention
  • tensor/pipeline/expert/data并行
  • 结构化输出
  • chunked prefill
  • FP4/FP8/INT4/AWQ/GPTQ量化
  • multi-LoRA batching

开源时间:[2024.01]

最新版本:[v0.5.3]

github star:[19.4k]

目前有797位贡献者。

主要开发语言为python,还使用了13.2%的Rust。

github地址:

https://github.com/sgl-project/sglang

06 |

TensorRT-LLM

TensorRT LLM 是由英伟达开源的推理引擎,专门为英伟达GPU设计开发的,用于优化大语言模型(LLM)的推理。它提供了最先进的优化,包括自定义注意力内核、inflight batching、paged KV caching、量化(FP8、FP4、INT4 AWQ、INT8 SmoothQuant 等)、speculative decoding等功能,以高效地在 NVIDIA GPU 上执行推理。

核心特点:

  • 自定义注意力内核(custom attention kernel)
  • inflight batching
  • paged KV caching
  • 支持FP8,FP4,INT4 AWQ,INT8 SmoothQuant等量化
  • speculative decoding

开源时间:[2023.09]

最新版本:[v1.0.0]

github star:[12k]

目前有349位贡献者。

主要开发语言为C++/python。

github地址:

https://github.com/NVIDIA/TensorRT-LLM

07 |

LMDeploy

LMDeploy由上海人工智能实验室开源的大模型推理引擎,支持国产芯片。LMDeploy 通过引入关键功能,如continuous batching、blocked KV cache, dynamic split&fuse、张量并行等技术,实现了高吞吐。

LMDeploy中开发了两个推理引擎:TurboMind和PyTorch。这两个推理引擎的侧重点不同,前者具有极致优化的推理性能,而后者使用Python开发,旨在降低开发者的使用门槛。

核心特点:

  • continuous batching
  • blocked KV cache
  • dynamic split&fuse
  • 张量并行
  • 高性能的CUDA内核
  • 支持AWQ/GPTQ、SmoothQuant、KV Cache INT4/INT8量化

开源时间:[2023.06]

最新版本:[v0.10.1]

github star:[7.2k]

目前有136位贡献者。

主要开发语言为python,还使用了21.9%的C++和14.2%的Cuda。

github地址:

https://github.com/InternLM/lmdeploy

08 |

Hugging Face TGI

TGI(Text Generation Inference )是Hugging Face开源的大模型推理引擎。

核心特点:

  • 支持生产环境(Open Telemetry, Prometheus metrics)
  • 张量并行
  • 使用SSE实现token流式传输
  • Continuous batching
  • FlashAttention
  • PagedAttention
  • bitsandbytes、GPTQ、EETQ、AWQ、Marlin、FP8
  • Safetensors 权重加载
  • 大模型水印
  • speculative decoding
  • 支持指定输出格式
  • 支持英伟达GPU、AMD GPU、Intel GPU,还支持亚马逊AI芯片Inferentia、Intel AI芯片Gaudi、谷歌TPU
  • 支持微调

开源时间:[2022.10]

最新版本:[v3.3.6]

github star:[10.6k]

目前有165位贡献者。

主要开发语言为python,还使用了16.2%的Rust。

github地址:

https://github.com/huggingface/text-generation-inference

09 |

MLC-LLM

开源时间:[2023.04]

最新版本:[v0.19.0]

github star:[21.5k]

MLC-LLM是AI大神陈天奇开源的,是一个面向大语言模型的机器学习编译器和高性能部署引擎。该项目的使命是使每个人都能在自己的平台上本地开发、优化和部署 AI 模型。

MLC-LLM工作流

MLC-LLM支持多种GPU和操作系统:

目前有148位贡献者。

主要开发语言为python,还使用了25.5%的C++。

github地址:

https://github.com/mlc-ai/mlc-llm

10 |

Xinference

开源时间:[2023.07]

最新版本:[v1.11.0.post1]

github star:[8.7k]

Xorbits Inference(Xinference)是一个功能强大的分布式推理框架,支持语言、语音识别和多模态模型。

Xinference支持不同的推理引擎,用户选择模型后,Xinference 会自动选择合适的引擎。

可以通过多种方式使用Xinference:Web UI、命令行、python等。

核心特点:

  • 多引擎架构设计,支持多种推理引擎,如vLLM、SGLang、llama.cpp等
  • 推理时根据模型以及硬件资源自动选择最优的推理引擎

目前有148位贡献者。

主要开发语言为python,还使用了10.9%的JavaScript。

github地址:

https://github.com/xorbitsai/inference

总结

各个大模型推理框架也在不断的更新,一些新的推理技术会逐渐支持,只是开发的快慢而已,就看谁的开源生态更繁荣了。

目前很多大模型框架已支持PagedAttention、Continuous Batching、Speculative Decoding、Chunked Prefill等特性。

LM Sdudio不需要任何编程经验就可以使用,非常适合没有编程经验的人在本地快速部署大模型。

Ollama使用起来也非常简单,不懂编程也没关系,只需要了解命令行的使用就行,适合不会编程的人、个人开发者和研究者在本地部署大模型。

TensorRT-LLM适合在英伟达GPU上部署大模型的开发者和企业,本地部署和生产环境部署都可以。

LMDeploy适合需要在国产芯片部署大模型的开发者和企业,本地部署和生产环境部署都可以。

另外,vLLM和SGLang是目前使用较多的大模型推理框架,并且在github上有较多的开发者参与项目的更新,新特性支持更快。本地部署和生产环境部署都可以。

Xinference适合企业进行生产环境的分布式部署。

llama.cpp 针对 CPU 进行了深度优化,适合个人开发者在资源有限的设备(例如树莓派、笔记本电脑、手机等)上部署大模型。

MLC-LLM的适用场景与llama.cpp类似,也适合在各种设备上本地部署大模型。

如何学习大模型 AI ?

由于新岗位的生产效率,要优于被取代岗位的生产效率,所以实际上整个社会的生产效率是提升的。

但是具体到个人,只能说是:

“最先掌握AI的人,将会比较晚掌握AI的人有竞争优势”。

这句话,放在计算机、互联网、移动互联网的开局时期,都是一样的道理。

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01.大模型风口已至:月薪30K+的AI岗正在批量诞生

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第一阶段(10天):初阶应用

该阶段让大家对大模型 AI有一个最前沿的认识,对大模型 AI 的理解超过 95% 的人,可以在相关讨论时发表高级、不跟风、又接地气的见解,别人只会和 AI 聊天,而你能调教 AI,并能用代码将大模型和业务衔接。

  • 大模型 AI 能干什么?
  • 大模型是怎样获得「智能」的?
  • 用好 AI 的核心心法
  • 大模型应用业务架构
  • 大模型应用技术架构
  • 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
  • 提示工程的意义和核心思想
  • Prompt 典型构成
  • 指令调优方法论
  • 思维链和思维树
  • Prompt 攻击和防范

第二阶段(30天):高阶应用

该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。

  • 为什么要做 RAG
  • 搭建一个简单的 ChatPDF
  • 检索的基础概念
  • 什么是向量表示(Embeddings)
  • 向量数据库与向量检索
  • 基于向量检索的 RAG
  • 搭建 RAG 系统的扩展知识
  • 混合检索与 RAG-Fusion 简介
  • 向量模型本地部署

第三阶段(30天):模型训练

恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。

到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?

  • 为什么要做 RAG
  • 什么是模型
  • 什么是模型训练
  • 求解器 & 损失函数简介
  • 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
  • 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
  • Transformer结构简介
  • 轻量化微调
  • 实验数据集的构建

第四阶段(20天):商业闭环

对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。

  • 硬件选型
  • 带你了解全球大模型
  • 使用国产大模型服务
  • 搭建 OpenAI 代理
  • 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
  • 在本地计算机运行大模型
  • 大模型的私有化部署
  • 基于 vLLM 部署大模型
  • 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
  • 部署一套开源 LLM 项目
  • 内容安全
  • 互联网信息服务算法备案

学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。

如果你能在15天内完成所有的任务,那你堪称天才。然而,如果你能完成 60-70% 的内容,你就已经开始具备成为一名大模型 AI 的正确特征了。

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