Attention 全景工作台

注意力机制可视化 + MHA/GQA/MQA/MLA 架构对比 + KV Cache 计算 + 窗口策略 + 进化时间线

模型预设

GQA 架构示意图Grouped-Query Attention

Query HeadsQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15KV HeadsK0KV0K1KV1K2KV2K3KV3K4KV4K5KV5K6KV6K7KV732Q : 8KV (4:1)

参数配置

n_heads (Query)32
n_kv_heads8
d_head128
n_layers32
seq_len8,192
precision

KV Cache 内存对比

公式: 2 × n_kv_heads × d_head × seq_len × n_layers × precision_bytes

MHA
4.00 GB
基线
GQA
1.00 GB
-75%
MQA
128.0 MB
-97%
MLA
512.0 MB
-88%

吞吐量估算(A100 80GB)

基于 HBM 带宽和 KV Cache 大小的简化估算。曲线中断表示超出 GPU 显存(OOM)。

MHA
GQA
MQA
MLA

为什么注意力架构如此重要

推理阶段,KV Cache 是内存消耗的主要来源。以 Llama 3 70B 为例,在 8K 序列长度下:

MHA 需要 ~20 GB KV Cache,GQA (8:1) 只需 ~2.5 GB——节省 87.5%。

这直接决定了同一块 GPU 能同时服务多少用户(batch size),从而决定推理成本。

所有数值基于简化模型估算,实际部署还需考虑模型权重、激活值、系统开销等因素。

2026 年注意力新范式:三条并行路线

注意力机制不再只是 MHA→GQA→MLA 的线性演进,三条并行路线正在同时展开:

⚡极端量化

Binary Attention(1-bit QK):XNOR+popcount 替代浮点点积,A100 加速 2×。挑战「低比特=低精度」常识。

🔄线性替代

Gated DeltaNet / Lightning Attn:Qwen3.5 397B 采用 3:1 混合,80%+ 线性层无 KV Cache。

📦比特压缩

KV Cache 2-bit 量化 + K=V 共享:Gemma 4 将 KV 压缩至 MHA 的 1/32,长上下文近乎无损。

精度效率
质量⚡ 量化🔄 线性📦 压缩
三角权衡:量化偏效率、线性偏速度、压缩偏低显存 —— 三条路线从不同方向逼近同一目标