在多 GPU 环境中服务大型语言模型（LLM）时，处理混合长度请求是常见挑战。传统固定批处理要求所有序列填充到相同长度，导致显存浪费和吞吐量低下。动态批处理通过实时调整批次大小和填充策略，允许变长序列共存，从而最大化 GPU 利用率。Together AI 的推理引擎支持此类优化，可显著提升高并发场景下的性能。
动态批处理的原理在于请求调度和填充优化。服务器接收到不同长度的输入提示后，不立即填充，而是根据序列长度排序并分组相似长度请求。这种分组减少了无效填充 token 的数量，例如，将长度在 500-1000 token 的请求聚为一组，仅填充到组内最大长度。证据显示，在异构 GPU 集群中，细粒度动态并行可将吞吐量提升至 2.25 倍，同时降低延迟 1.49 倍。Together AI 的专用端点利用自定义内核实现类似机制，支持 NVIDIA H100 等多 GPU 集群，确保跨节点负载均衡。
实现动态批处理需关注几个关键参数。首先，设置最大批大小（max_batch_size）为 GPU 显存容量的 80%，如 A100 40GB 卡上设为 32-64，视模型大小而定。其次，定义填充阈值（padding_threshold），例如仅当序列差异超过 20% 时才分组填充，避免过度开销。排序策略采用长度降序（sort_by_length_descending），优先处理长序列以减少后续等待时间。在多 GPU 设置中，结合张量并行（tensor_parallelism=4 for 4 GPUs），将注意力头分布到不同卡上，减少通信瓶颈。清单如下：
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调度参数：
- 最大等待时间（max_wait_time）：50-100ms，确保低延迟。
- 最小批大小（min_batch_size）：4-8，平衡吞吐与响应。
- 动态插入阈值（dynamic_insert_threshold）：当完成序列释放 > 20% 空间时插入新请求。
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填充优化：
- 组内最大填充（intra_group_padding）：限制为组最大长度的 1.1 倍。
- KV 缓存管理：使用 PagedAttention 分页存储，减少碎片化，支持连续批处理。
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多 GPU 配置：
- 管道并行度（pipeline_parallelism）：2-4，适用于长序列模型。
- 负载均衡器：NCCL all-reduce for 同步，监控跨 GPU 利用率 > 90%。
这些参数在 Together AI 的 Batch Inference API 中可通过 API 配置实现，例如在专用端点部署 Llama 模型时指定 --max-batch-size 64 --enable-dynamic-batching。监控要点包括 GPU 利用率（目标 95%+）、TTFT（Time to First Token，<200ms）和整体吞吐（tokens/s，基准提升 30-50%）。
潜在风险包括调度开销导致的额外延迟，尤其在高变异请求流中；解决方案是通过预热缓存和混合批处理（结合静态与动态）缓解。另一个限制是异构 GPU 环境下的不均衡，如 H100 与 A100 混合时，需动态分配计算密集模块到高性能卡。回滚策略：若动态批处理失效，fallback 到静态批大小 16，确保服务稳定性。
通过上述优化，Together AI 平台可在不牺牲准确性的前提下，实现混合长度请求的高效服务。例如，在处理聊天应用时，短查询与长对话并存，动态批处理可将平均响应时间缩短 25%，吞吐提升 40%。实际部署中，结合 Together 的 GPU 集群（如 Instant Clusters），可扩展到数百 GPU，支持亿级 token 处理。
总之，动态批处理不仅是技术升级，更是工程实践的核心。开发者应从 Together AI 文档起步，迭代测试参数，直至达到生产级性能。（字数：1024）