TokenGate: Adapting LLMs for Fast and Memory-Efficient Prefill with Learned Token Pruning
TokenGate:可学习 token 剪枝加速 LLM 预填充且精度不降
Stanford University · UC Berkeley
提出可插入组件 TokenGate,通过类 MoE 的 token-gated attention 端到端训练 token 剪枝,大幅加速长上下文预填充且精度不降
📌 工作参考价值(4 点)
- 在电商/Agent 场景中,长文档(商品详情、用户评论、搜索广告上下文、RAG 检索文档)的预填充是延迟和内存瓶颈;可借鉴 TokenGate 在模型中间层引入可学习 token 剪枝,相比 FastKV 等启发式方法,端到端训练能显著提升速度且精度无损,且可与 LoRA 一起微调,训练开销仅约 1.3x/step,总体甚至更少。
- token-gated attention 是关键 trick:把不可微的 top-K 剪枝通过类似 MoE 的门控值乘到 attention logits 上,让 scoring network 获得梯度,同时让模型骨干自适应剪枝后的稀疏注意力;该思路可迁移到任何需要在 Transformer 中间层做软筛选的任务,如多文档 RAG 中对检索片段做软裁剪。
- 训练时使用 dual budget sampling(全量 + 对数均匀采样的剪枝预算各一半损失),使单个模型泛化到不同 token 预算,无需为每个压缩比重新训练;这对线上需要动态调整 TTFT 和内存的推荐 / Agent 系统非常实用,可以一次训练,推理时按需调整 K。
- 工程实现上,将 per-key gate bias 融合进 FlashAttention 内核、剪枝后 forward 用 CUDA graph 固定 padding、KV cache 选择性裁剪等做法可直接复用到自研推理引擎,降低集成成本。