在人工智能领域，万亿参数规模的大型语言模型（LLM）如 Kimi K2 等，已成为推动自然语言处理、代码生成和多模态任务的核心力量。然而，这些模型的庞大体积远超单节点 GPU 的承载能力，迫使工程团队转向分布式部署。张量分片（tensor sharding）作为一种高效的模型并行策略，将模型权重和激活值分布到多个 GPU 上，通过低延迟网络实现同步计算。AWS 的 Elastic Fabric Adapter（EFA）正是为此场景量身定制的解决方案，其内置的远程直接内存访问（RDMA）功能，能够绕过 CPU 直接在 GPU 间传输数据，大幅降低通信开销，实现低延迟并行推理。本文将聚焦 EFA 的 RDMA 如何支撑万亿参数 LLM 的张量分片，强调查询服务的可扩展性，并提供可落地的工程参数和监控清单。
EFA 的 RDMA 机制在张量分片中的核心价值在于其高效的点对点和集体通信支持。传统网络如以太网或 InfiniBand 在多节点环境中往往引入高延迟，尤其是处理 MoE（Mixture of Experts）架构的 LLM 时。MoE 模型通过路由机制将输入动态分配到少数专家子模块，减少计算量但增加网络流量——每个 token 可能涉及跨节点的专家通信。EFA 支持高达 400 Gbps 的聚合带宽，并通过 RDMA 实现零拷贝传输，避免数据在主机内存中的中转。根据优化实践，在 AWS p5en 实例（配备 H200 GPU）上部署时，RDMA 可将消息传递延迟从微秒级降至纳秒级，确保分片同步不成为瓶颈。这不仅适用于推理阶段的张量并行（如分片注意力层），还支持 KV 缓存的分布式存储，处理高并发查询时避免内存溢出。
证据显示，这种 RDMA 驱动的分片策略在实际部署中显著提升了性能。以 DeepSeek V3（约 670 亿参数）和 Kimi K2（1 万亿参数）为例，在单节点 8 GPU 配置下，模型可完整加载，但扩展到 16 或 32 GPU（跨 2-4 节点）时，未优化的 EFA 会因缺乏 GPUDirect Async 支持而产生 CPU 代理延迟，导致吞吐量下降 20-30%。通过自定义内核优化 MoE 调度和合并操作（如 all-reduce 和 all-gather），通信效率可提升 1.5-2 倍。在中等批次大小（batch size 32-128）下，多节点配置的 tokens/s（每秒生成 token 数）接近单节点基线，甚至在专家并行度增加时实现超线性加速。这证明 RDMA 不只解决了带宽瓶颈，还优化了查询服务的可扩展性：随着用户请求激增，可动态添加节点而无需重启整个集群。
要落地这一方案，工程团队需关注实例配置和 RDMA 参数调优。首先，选择合适的 AWS 实例类型：p5en.48xlarge 提供 8 个 H200 GPU 和多个 EFA 接口，支持 RDMA over Converged Ethernet（RoCE）。部署时，启用 EFA 驱动并设置环境变量如 FI_EFA_USE_DEVICE_RDMA=1 和 RDMAV_FORK_SAFE=1，确保 NCCL（NVIDIA Collective Communications Library）使用 RDMA 后端。模型分片策略推荐使用管道并行（pipeline parallelism）结合张量并行：将 LLM 的层分布到节点（每节点 4-8 层），激活分片粒度控制在 128-256 维，以平衡通信与计算。针对万亿参数模型，初始分片数设为 16-32，根据 KV 缓存大小（每查询约 1-2 GB）预分配内存阈值：若节点内存利用率超 80%，触发自动扩容。
监控是确保查询服务稳定性的关键。部署 Prometheus + Grafana 栈，追踪 RDMA 指标如队列深度（queue depth < 1024）和丢包率（< 0.1%）。通信延迟阈值设为 5 μs/消息，高于此值警报潜在瓶颈。吞吐量监控聚焦 QPS（queries per second），目标为 100-500，根据负载调整批次大小：低负载时批次 1-16，高峰期 64-256。同时，实施回滚策略：若新节点加入导致延迟激增 >20%，回退到稳定配置。风险控制包括网络分区处理——使用 EFA 的多路径 RDMA 冗余路径，避免单点故障；成本优化通过 spot 实例混合使用，预计 ROI 在 6-12 个月内收回。
进一步的可落地清单包括：
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基础设施准备：创建 EFA-enabled 安全组，启动 DL1 或 p5en AMI（Amazon Machine Image），安装 libfabric 和 NCCL 最新版。
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模型加载参数：使用 Hugging Face Transformers 或 vLLM 框架，设置 sharding_dim=1（张量维度），启用 RDMA 插件。预热阶段运行 1000 空查询，验证分片一致性。
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性能调优：调整 RDMA 缓冲区大小（mtu=9000），启用 GPUDirect 兼容模式。测试 all-reduce 带宽目标 > 200 GB/s。
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可扩展性策略：集成 Kubernetes Autoscaler，基于 CPU/GPU 利用率（>70%）动态 scaling。支持热迁移：新节点同步 KV 缓存 < 10s。
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安全与合规：启用 EFA 的加密 RDMA（IPsec），监控异常流量防 DDoS。
这些参数和清单使 EFA RDMA 成为查询服务的主力，推动 LLM 从实验室走向生产。未来，随着 EFA v5 的引入，带宽可达 3.2 Tbps，进一步解锁多万亿参数模型的潜力。
资料来源：Perplexity 博客《Enabling Trillion-Parameter Models on AWS EFA》；AWS EFA 文档。