Fathom: Per-Query Read Depth for Sparse Decoding over Offloaded KV Caches
Fathom：面向 offloaded KV cache 的按查询读取深度稀疏解码
🧭 LLM 稀疏注意力推理优化
按查询动态分配 bit 预算扫描量化 KV cache，在 offload 场景下减少带宽并加速解码
📌 工作参考价值（4 点）
- 如果业务中长上下文 LLM（如电商客服 Agent、浏览助手）的 KV cache 被 offload 到主机内存，top-k 扫描会成为解码瓶颈；Fathom 的按查询动态位预算可以直接用于减少跨 interconnect 的字节流量。
- 采用 4-bit K cache 按 channel-major 位平面存储，查询利用 reverse water-filling 在 variance-weighted channel importance 上分配读取位数，可以在相同 GPU 耗时下读更少字节、获得更低注意力误差，适合对延迟敏感且 buffer 在 host memory 的线上服务。
- 该方法在 RULER 任务上每个 token 扫描匹配 exact top-k，说明动态位分配不会牺牲 ranking 准确性，可安全替代固定位宽扫描（如 Double Sparsity、Loki、SparQ）以降低带宽成本。
- 注意：该方法仅在 KV 索引驻留主机内存时有效，GPU 常驻 cache 不需要；工程落地时需先判断索引位置，避免盲目引入。