AI Infra:算力效率决定规模化落地

会议室:待定
出品人:冯嘉

基础设施正经历范式迁移:核心构建单元从服务与流程演进为模型与智能体,设计目标从&... 展开 >

专题出品人:冯嘉

华为分布式系统领域资深技术专家

分布式系统资深技术专家,中国基础软件开源领域的长期推动者。从 Application Infra、Data Infra 到 AI Infra 三代基础设施范式跃迁中,他始终扎根于底层技术演化与产业落地的交汇,带领团队推动基础软件从开源生态走向大规模生产实践,相关产品历经双十一及大规模企业级生产验证。近年来聚焦 AI/Agent Infra 体系化建设,提出"五大软件新基建"架构方法论,主张 AI 规模化落地的关键瓶颈不在算力规模,而在算力效率。

专题:AI Infra:算力效率决定规模化落地

基础设施正经历范式迁移:核心构建单元从服务与流程演进为模型与智能体,设计目标从"高效服务请求"转向"高效运行模型及其衍生智能体"。2026 年,AI 从模型时代进入智能体时代——重心从训练侧效率转向推理侧效率,GPU-HBM-存储的软硬协同走向深度 co-design。

当前三大结构性挑战:

  • 算力损耗:万亿参数模型训练 MFU 仅 35-45%,推理侧 GPU利用率同样偏低——过半算力消耗在通信等待、流水线气泡与故障恢复,推理排队与冷启动损耗亦不可忽视
  • 显存浪费:KV Cache 预分配与碎片化造成显著浪费,长上下文与高并发场景下压力持续
  • 数据失配:GPU 集群越来越快,数据管线工程化程度远未跟上

本专题围绕 AI Infra 全生命周期展开,从算力调度、数据治理、模型训练、推理加速、软硬协同、部署运维到持续进化七个维度,探讨上述挑战的系统性应对与工程化路径:

  • 算力调度:万卡集群的调度编排,MoE 架构下的专家并行与负载均衡,训练-推理混部与资源时分复用,大规模训练的弹性容错与快速故障恢复
  • 数据治理:万亿 Token 数据工程全链路,向量检索与结构化数据的统一存储引擎,面向随机访问与增量更新的 AI 原生数据格式演进
  • 模型训练:大规模分布式训练的工程化挑战,数据/张量/流水线/专家并行的组合优化,长上下文训练中的显存/通信/稳定性问题
  • 推理加速:从连续批处理到 Speculative Decoding 的加速演进,面向长上下文的稀疏/滑窗/线性注意力等优化路径,KV Cache 分页管理/复用与结构化压缩,推理架构从 latency-bound 到 cost-per-token 优化
  • 软硬协同:GPU-HBM-存储的跨层 co-design,从模型架构/并行策略/编译优化到运行时调度全面对齐硬件特性,以 MFU、tokens/s/GPU、cost/token 为核心指标,探索端到端算力效率倍增的工程路径
  • 部署与运维监控:模型交付从实验到生产的工程化路径,训练全链路可观测,Loss Spike 检测与异常恢复,LLM 推理质量退化与幻觉率的在线监控与评估
  • 持续进化:模型在线/增量更新的系统支撑(增量索引、状态管理、记忆存储),智能体长时记忆与工具调用的系统支撑,多智能体协作的资源调度与隔离

听众收益

  • 理解 CPU→GPU Infra 范式迁移本质,建立 AI Infra 全栈思维
  • 掌握从算力调度到持续进化的体系化设计方法与关键技术选型
  • 建立以 cost/token 为度量的效率思维——算力效率优于算力规模

by 杜冬冬 博士

上海交通大学
副教授

LLM 强化学习中,Rollout 占耗时的相当一大部分,长尾使最早完成 GPU 约 76% 时间空闲。通过大量数据,我们发现发现相邻 epoch 有大量的token 可匹配、因而结合历史推测解码与长度调度,提出 RhymeRL 系统。系统采用离线后缀树、奖励感知选枝、动态窗口、奇偶步互补及尾部迁移,解决在线索引开销、固定窗口无效验证和异常长样本失衡,并取得相比现有系统2.6x 的性能提升。

演讲提纲:

  1. 背景:强化学习后训练时代,瓶颈在 Rollout
    • RL 已成为大模型对齐与推理增强的标准手段
    • 实测 Rollout 占训练耗时 84%–91%(math/code RLVR),随训练响应从 2K 增至 11K+ token
    • 批内长尾导致最早完成 GPU大量时间空转
  2. 关键观察:相邻 epoch 的 Rollout 存在“相似性”
    • 基于真实轨迹分析:大量token可精确匹配上一 epoch
    • 响应长度排序稳定
  3. 设计目标
    • 不依赖额外小模型,复用 RL 已付费生成的历史响应
    • 保留 one-step-off 算法边界,避免全异步的样本丢弃与范式改变
    • 离线建索引、在线零额外开销,避免检索回到关键路径
  4. RhymeRL 的系统设计
    • HistoSpec:每个提示词一棵后缀树,O(m) 前缀查询;奖励感知选枝;类 AIMD 动态草稿窗口
    • HistoPipe:奇偶 step 长短互补调度;步内/跨步尾部迁移;两级 GPU 资源分配
    • 端到端闭环:响应、奖励、长度回写历史索引,先验随训练演进
  5. 实施效果与结论
    • 端到端吞吐最高为(基线版本的)的 2.6 倍;HistoSpec 单步 Rollout 吞吐最高 1.86 倍

实践痛点: 

  • 当前主要针对 math 和 code 进行比较深入的实践,更复杂动态的 agent RL 场景可能需求和问题不同。

前沿亮点:

  1. 不依赖于传统 speculative decoding 中对小模型能力的依赖
  2. 能够充分利用空闲算力提效

听众收益:

  1. 了解当前强化学习在 Rollout 阶段 Infra 侧主要开销
  2. 了解如何基于历史经验来优化当前的 Rollout

by 杨林枫 博士

阿里巴巴
高级技术专家

MaaS 业务中的模型、硬件和请求工况变化较快。传统的部署调优和算子优化依赖人工完成需求分析、性能定位、算子开发、验证及上线,优化周期难以跟上生产负载的变化。
本次分享将介绍一套面向 MaaS 生产场景的自动优化流程:给定卡型、模型和典型工况,探索合适的部署配置;从实际运行 Trace 中识别热门算子,并结合当前工况判断是否采用已有的算子融合模式;对典型工况进行归并、清洗、脱敏和泛化,生成可复现的 Benchmark;再由 Atrex Kernel Agent 通过 Agent Loop 完成性能分析、代码生成、验证和持续优化;最后将优化结果回接推理框架,进行端到端性能回归和灰度验证。分享将重点介绍算子优化,以及各环节之间如何衔接。

演讲提纲

  1. 为什么 MaaS 推理优化需要自动化
    • MaaS 场景中的模型、卡型、请求工况和部署配置持续变化  
    • 传统流程依赖人工完成需求分析、性能定位、算子开发和框架集成,整体周期较长  
    • 单算子 Benchmark 的优化结果不一定能转化为端到端收益  
    • 从部署配置探索、算子任务生成、Agent 优化到框架上线的整体流程
  2. 探索推理部署配置
    • 给定卡型、模型和典型工况,探索并行策略、批处理及推理引擎配置  
    • 结合延迟、吞吐、显存和资源成本选择候选部署方案  
    • 根据实际运行 Trace 定位当前部署配置下的主要性能瓶颈
  3. 从生产 Trace 到算子 Benchmark
    • 从生产 Trace 中识别热门算子,归并动态 Shape,选取典型 workload  
    • 结合卡型、模型、工况和算子 Trace,判断是否采用已有的算子融合模式  
    • 对生产工况进行去重、清洗、脱敏和泛化,形成可复现的 Benchmark  
    • 建立正确性、数值容差和性能评测标准,确定算子任务的优化优先级
  4. Atrex Kernel Agent 的优化 Loop
    • Agent 循环进行 profile、瓶颈分析、方案生成、代码修改、验证和复盘  
    • 通过隔离会话、Git worktree、结构化 memory 和实验 journal 管理多轮优化 
    • 外围 Loop 负责实验预算、状态恢复、正确性门禁和终止控制,并使用完整 workload 与同卡 ABBA 测量验证性能收益  
    • 记录有效方案和失败实验,并结合代表性算子介绍一次完整的优化过程
  5. 优化结果回接推理框架并上线
    • 将优化后的算子回接推理框架,检查接口、依赖和硬件兼容性  
    • 进行算子正确性与性能回归,以及模型端到端性能验证  
    • 通过灰度发布观察实际效果,并保留异常回滚能力
  6. 实践成果
    • 支撑 Qwen3.8 获得 NVIDIA SOL-ExecBench FlashInfer 算子优化榜首  
    • 介绍百炼 MaaS 中面向不同卡型、模型和生产工况的优化实践  
    • 展示代表性算子的优化结果,以及回接框架后的端到端效果

实践痛点

  • 生产工况变化快且存在长尾。采样过少可能遗漏重要场景,采样过多则会增加分析和评测成本  
  • 线上 Trace 不能直接作为 Benchmark,需要进行数据脱敏、Shape 去重、工况归并和可复现性处理  
  • Agent 可能过拟合公开 Shape,也可能将 GPU 测量波动误判为性能收益  
  • Kernel 局部变快不代表端到端一定有收益,仍需在推理框架和模型层重新验证  
  • 自动生成的代码在进入生产环境前,仍需经过正确性验证、性能回归、灰度发布和异常回滚

演讲前沿亮点

  • 从真实生产工况中生成优化任务。 根据 MaaS 部署中的实际 Trace 识别热门算子和典型 workload,而不是只依赖人工提交优化需求  
  • 衔接部署配置与算子优化。 给定卡型、模型和工况,先探索候选部署配置,再从实际运行结果中提取算子任务  
  • 通过 Agent Loop 完成多轮算子优化。 Agent 负责性能分析和优化实验,外围 Loop 负责正确性检查、性能验证、状态恢复和终止控制  
  • 将优化结果放回框架验证。 算子优化完成后回接推理框架,以模型端到端结果判断实际收益

听众收益

  • 了解如何从 MaaS 生产工况和运行 Trace 中提取可用于优化的算子 Benchmark  
  • 了解 Atrex Kernel Agent 如何通过 Agent Loop 完成多轮算子性能优化和结果验证  
  • 了解算子优化结果回接推理框架并进行端到端验证的基本流程

by 马腾 博士

Mooncake社区
Maintainer

强化学习系统的性能瓶颈不仅来自模型训练,也来自 Rollout 数据传输、经验回放和权重同步。Mooncake 面向 RL 场景提供高性能数据面:通过结构化对象、DataProto/typed-ragged、BufferPool 及 RDMA 优化 Rollout 数据流,并接入 Miles 替代 Ray Object Store,支持同步和 Fully Async 两种执行模式。在权重更新方面,Mooncake 同时支持 NCCL Broadcast、TransferEngine P2P RDMA 和 disk-delta,在 Kimi-K2 场景中 P2P 方案约实现 7 倍加速。此外,它还支持 TP/PP/EP/DP 异构 Reshard、Store 权重快照及 MoE 稀疏 Delta,为大规模 RL 训练提供高吞吐、低延迟、可扩展的数据与权重基础设施。

演讲提纲

  1. 强化学习系统的整体流程
    • Rollout、数据传输、Learner 更新与权重下发
    • 同步 RL 与 Fully Async RL 的执行模式
    • RL 系统中的数据面与控制面
  2. RL 场景面临的系统挑战
    • Rollout 数据规模大、结构复杂
    • Actor 与 Learner 之间的数据传输开销高
    • 权重更新频繁且容易阻塞采样
    • 不同并行策略下的权重布局不一致
    • MoE 模型权重同步成本高
  3. Mooncake 的高性能 RL 数据面
    • 结构化对象与 DataProto 数据组织
    • typed-ragged 对变长序列数据的支持
    • BufferPool 降低内存分配和拷贝开销
    • RDMA 加速 Rollout 数据传输
    • 接入 Miles 替代 Ray Object Store
  4. 同步与 Fully Async Rollout
    • 同步 Rollout 的数据流与权重更新流程
    • Fully Async 模式下 Actor、Rollout 与 Learner 解耦
    • 数据生产、消费和缓存的并行化
    • 吞吐、延迟与训练稳定性的权衡
  5. Mooncake 的权重更新机制
    • NCCL Broadcast:适合高带宽集体通信
    • TransferEngine P2P RDMA:实现点对点高效传输
    • disk-delta:降低权重更新的数据传输量
    • Kimi-K2 场景下 P2P 约实现 7 倍加速
  6. 异构并行与大模型支持
    • TP、PP、EP、DP 之间的异构 Reshard
    • Store 权重快照与快速恢复
    • MoE 稀疏 Delta 更新
    • 不同集群和硬件拓扑下的权重调度
  7. 生态集成与生产实践
    • Miles 中的 RL 数据面应用
    • 与 SGLang、vLLM 等推理框架协同
    • Rollout、训练和权重服务的统一基础设施
    • 面向生产环境的稳定性、可观测性与容错
  8. 未来发展方向
    • 面向 RL 的统一数据对象和传输接口
    • 更高效的异步权重同步与版本管理
    • 面向 MoE 和超大模型的稀疏更新
    • 推动 Mooncake 与更多开源 RL 项目协同优化

实践痛点

  • 不同 RL 框架之间的数据结构和接口缺乏统一标准。
  • Ray Object Store、网络传输和权重同步容易形成系统瓶颈。
  • Fully Async 场景需要处理数据一致性、权重版本和训练稳定性。
  • TP/PP/EP/DP 异构 Reshard 适配复杂,跨框架推广成本较高。
  • 需要与更多开源项目共同验证性能并完成协同优化。

前沿亮点

  • 面向强化学习 Rollout 数据面进行系统级优化
  • 通过 DataProto、typed-ragged、BufferPool 和 RDMA 提升数据传输效率。
  • 同时支持同步与 Fully Async RL 工作流。
  • 基于 P2P RDMA、NCCL 和 disk-delta 构建多路径权重更新机制。
  • 支持异构并行 Reshard、权重快照和 MoE 稀疏 Delta。
  • 已在 Miles、SGLang、vLLM 等生产生态中得到应用。  

听众收益

  • 理解大模型强化学习中 Rollout、数据传输和权重同步的关键瓶颈。
  • 掌握 Mooncake 在 RL 数据面和权重更新方面的核心能力。
  • 了解同步与 Fully Async RL 的系统实现思路。
  • 学习如何利用 RDMA、BufferPool 和结构化数据降低传输开销。
  • 了解异构并行 Reshard 及 MoE 稀疏权重更新的实践方法。
  • 获得将 Mooncake 集成到其他 RL、推理和训练框架中的设计思路。

by 袁彬航 博士

香港科技大学
助理教授

随着 Coding Agent、企业智能助手等 Agent 应用进入真实生产环境,如何让 Agent 在持续使用过程中不断提升能力,成为下一阶段的重要挑战。传统 Agent 系统产生的大量交互轨迹、工具调用记录和用户反馈通常仅用于日志分析,难以转化为模型能力提升的数据闭环。

本次分享介绍 AReaL 2.0 如何构建面向 Agent 自演进的在线强化学习基础设施。方案通过 Agent 轨迹协议、数据代理层和演进控制平面,将真实业务交互转化为可训练、可回放、可治理的数据,并通过微服务化 Agent-Compute 架构,实现无需重构原有 Agent 即可接入 Online RL。在 Hermes Agent 和软件工程 Agent 场景中,该方案支持大规模并发环境、异步训练和持续优化,使 Agent 从“一次性执行系统”逐步演进为“持续学习系统”。

演讲提纲:

  1. Agent 为什么需要从执行闭环走向学习闭环
    • 分析当前 Agent 在工具调用、任务规划方面的发展,以及真实生产环境中“无法持续变强”的核心问题。
    • 介绍线上 Agent 产生的多轮交互、工具调用、用户反馈等数据为何无法直接用于训练。
  2. 面向 Agent 自演进的新型 RL 基础设施设计:
    • 介绍 Agent Trajectory Data Protocol:将传统日志升级为包含状态、动作、反馈、奖励和环境信息的学习轨迹。
    • 介绍 Agentic Data Proxy:解决生产环境中的轨迹采集、权限隔离、数据治理和回放问题。
    • 介绍 Agent Evolution Control Plane:根据失败类型决定优化对象,例如 Memory 更新、Harness 调整或模型 RL 更新。
  3. Online RL 微服务化实践:
    • 分享如何通过 Gateway、Router、Data Proxy 和 Agent-Compute Worker 解耦 Agent 服务与 RL 训练系统。
    • 重点介绍低侵入式接入方式:无需重写 Agent workflow,仅替换推理入口即可引入真实交互训练闭环。
  4. 实践中的关键踩坑经验:
    • 线上日志不足以支撑 RL,需要设计面向学习的数据协议。
    • 直接在线更新容易造成模型回归,需要结合离线评估、灰度发布和版本回滚。
    • Agent 失败原因复杂,需要区分 Memory、Tool、Prompt、Model 等不同优化路径。

实践痛点:

  • 首先,Online RL 的最大挑战是稳定性。Agent 的运行环境不断变化,包括用户行为、工具版本和任务分布变化,因此一次模型更新可能提升部分任务,同时导致已有能力退化,需要额外设计回放评估、灰度发布和快速回滚机制。
  • 其次,Reward 设计仍然困难。相比传统 RL 任务,Agent 的成功往往涉及多个维度,例如任务完成率、工具调用效率、成本、安全性和用户满意度。过于简单的奖励容易导致 reward hacking,而过于复杂的奖励又增加系统建设成本。
  • 第三,Agent 自演进并不是单纯更新模型参数。一个完整 Agent 包含模型、Prompt、Memory、Tool、规划策略等多个模块,如何准确定位问题来源,并决定应该优化哪一部分,是实际部署中的关键挑战。
  • 此外,在线学习和生产稳定性存在天然矛盾。快速更新可以提高适应能力,但也会增加业务风险,因此需要在学习速度、系统可靠性和治理成本之间进行权衡。

演讲前沿亮点:

  1. 区别于传统 RLHF 或 RLVR 系统主要关注模型训练过程,本方案关注 Agent 从生产交互到能力提升的完整闭环。核心创新在于将真实 Agent 工作流中的轨迹、工具调用和反馈转化为可学习的数据资产,使 Agent 能够基于实际使用经验持续优化。
  2. 采用低侵入式 Online RL 接入方式。传统 Agent 强化学习通常需要重新构造环境或开发专门模拟器,与真实业务存在较大差距。本方案通过微服务化架构,将 Agent 服务、轨迹采集和训练系统解耦,使已有 Agent 可以较小改动接入在线学习流程。
  3. 强调 Agent 演进过程中的系统治理能力。不仅关注“如何训练更好的模型”,还关注“为什么更新、更新什么、如何验证更新效果”。通过轨迹分析、失败归因和演进控制,实现更加可靠的企业级 Agent 持续优化。

听众收益:
本次分享将帮助听众理解 Agent 基础设施发展的下一阶段趋势:从传统的模型调用和工作流编排,进一步发展到能够持续学习和自我优化的智能体系统。
技术层面,听众可以了解如何构建 Agent Online RL 闭环,包括轨迹协议设计、生产数据采集、Serving 与 Training 融合、奖励反馈管理以及模型更新流程。
工程实践层面,分享将总结真实部署中的关键经验,包括为什么简单日志无法支撑强化学习、为什么在线更新容易导致系统退化、如何通过数据治理和版本管理保障生产稳定性。
对于正在建设企业级 Agent 平台的团队,本次分享能够提供一种新的系统设计思路:无需推倒已有 Agent 架构,而是通过基础设施升级,将现有 Agent 转变为具备持续优化能力的学习型系统,为未来构建“越使用越强”的 AI 应用提供参考。

by 彭德跃

焱融科技
首席架构师

RAG 场景下,主流引擎的 KV Cache 复用建立在严格前缀匹配之上,而检索结果会随查询动态重排——同样的文档块换个顺序就不再是同一个前缀。结果是块级内容冗余很高,缓存命中率却接近于零。
出路是跨块复用:允许块级 KV 直接拼接,不再考虑顺序。代价是块间 cross-attention 全部缺失,精度显著下降。已有方案用部分重计算来补救,但在 20% 这种实际可接受的重算预算下,精度相对损失普遍达到 30%~50%。我们认为根因是那些全局显著、但与用户问题无关的 token,把有限的重算预算占满了。
ProphetKV 换了一个目标:不去重建全部 cross-attention,只恢复用户问题真正会与之交互的部分。支撑它的是一个此前被忽略的观测——早在 prefill 阶段、decode 尚未开始时,用户问题自身的注意力分布就已经与后续生成 token 的注意力模式高度一致,跨模型跨数据集都很稳健。据此我们推导出以问题注意力为主因子的价值函数,并用两阶段流程在尊重层间依赖的前提下完成选择与重算。20% 重算比下保留全量 prefill 精度的 96%,prefill 耗时相比全量重算下降约 4.6 倍,且完全免训练。

演讲大纲

  1. RAG 的缓存命中率为什么接近于零
    • 前缀匹配复用的适用边界:多轮对话有效,RAG 失效
    • 检索块动态重排导致的命中率塌陷
  2. 跨块复用:命中率上来了,精度掉下去了
    • 大幅提升命中率
    • 块级 KV 直接拼接,丢掉的是块间 cross-attention
    • 重算名额被"看起来重要"的 token 占满了,和问题相关的一个都没排上
  3. 先知:把用户问题变成调度信号
    • RAG 输入的固定拓扑:查询恒在末尾,一个免费但被忽略的先验
    • 核心观测:查询注意力分布与后续生成注意力模式的重合度
    • 挑 token 只算问题那几十行注意力,不算整张矩阵,所以选择本身几乎不花钱
  4. 两阶段重计算:怎么在层依赖下高效执行
    • 死结在哪:每一层该重算的 token 不一样,但想知道深层该挑谁,得先把前面所有层都算完——而这正是我们想省掉的开销
    • 走不通的捷径:只用第一层的结果替所有层做决定,跨层 token 重合度断崖式下跌
    • 阶段一,发现:从头到尾走一遍所有层,每层只算问题对上下文的注意力,把各层信号融合成一份全局重要性排序
    • 阶段二,重建:名单已定,再走一遍完成重算。因为不必边算边选,隐藏状态可以沿层传递复用,不会走一层停一下等决策
    • 与推理引擎 prefill 流程的对接点
  5. ProphetKV + ContextBox
    • 复用单位从前缀降到块,同一份 KV 能被更多请求命中。
    • 可缓存对象从会话前缀变成整个知识库,显存装不下,且需要跨实例共用——共享存储成为必需。
    • LRU 在 RAG 下会颠簸,先知信号在选择阶段已经算出,可以作为多级缓存的放置依据
  6. 总结与 Q&A
    • 结论:跨块复用的瓶颈不在选择规则,而在预算分配
    • 三个数字:20% 重算预算、精度保留 96%、prefill 加速 4.6 倍(基线为全量重算)
    • 三个代价:以 I/O 换算力;无小相关子集的任务退化;引擎侧缺部分复用接口

这样的技术在实践过程中有哪些痛点?

  • 拿 I/O 换算力:候选块的 KV 要全部读回显存,其中被重算的那部分读回来就作废;上下文越短、存储越慢,越不划算
  • 精度并非无损:20% 预算下仍有约 4% 相对损失;摘要、全文翻译这类没有"小相关子集"的任务,以及查询不在末尾的模板,会直接退化
  • 引擎侧缺接口:vLLM / SGLang 都没有"复用一部分、重算一部分"的公开接入点,落地成本不低

演讲亮点

  1. 一个反直觉的观测:模型在开口回答之前,就已经"知道"答案藏在上下文的哪里——用户问题的注意力分布,提前预示了后续生成的注意力模式。
  2. 一次目标的重定义:同行都在想办法把有限算力分得更均匀,我们证明真正该做的是放弃重建全部 cross-attention,只算用户问题关心的那部分。
  3. 实测数据:20% 重算比、精度保留 96%、prefill 快 4.6 倍、免训练、可直接接入现有推理引擎。
  4. 从存储侧视角说清楚,KV Cache 跨块复用之后,多级缓存的收益边界到底在哪里。

听众收益

  1. 理解 RAG 场景下 KV Cache 复用的真实瓶颈:前缀匹配为什么失效,跨块复用的收益边界在哪里,以及"理论重算比"与"实际算力开销"之间为什么会差出数倍。
  2. 拿到一套免训练的选择性重计算方案:如何用用户问题定位真正该重算的 token,如何在层间依赖下分两阶段执行,以及方案生效需要满足的三个前提条件。
  3. 看清跨块复用之后的完整成本账:重算省下的算力、KV 回显存的 I/O 开销、精度损失三者如何权衡,多级 KV Cache 在什么条件下才真正划算。

by 闪英迪 博士

清华大学
助理研究员

AgentENV(AENV)是清华大学计算机系 KVCache.AI 团队与月之暗面联合研发的面向智能体的分布式执行环境,目前已在 GitHub 开源。AI Agent 在强化学习训练、模型评测与在线服务中,需要在真实的软件环境中执行复杂操作(读取代码、安装依赖、与数据库交互等),而现有沙箱平台普遍面临成本高、可扩展性有限的瓶颈。
AENV 提出了一套创新解法:通过按需镜像拉取和分层块存储实现高可扩展性;通过内存复用、页面缓存共享及 Balloon 技术大幅提升单机部署密度;通过暂停快照功能显著提升资源利用率。目前,AENV 已深度服务于 Kimi K3 的强化学习训练,在生产环境中成功支撑了超 150 万镜像与 5000 万个执行环境的并发调用,极大降低了基础设施成本。

演讲提纲

  1. 为什么 AI Agent 需要专属执行环境
    • 从训练 Rollout、模型评测到在线服务,梳理 Agent 沙箱的核心应用场景
    • 拆解代码执行、测试运行、工具调用、文件读写和依赖安装等环境能力
    • 分析传统沙箱在成本、环境灵活性和镜像分发效率上的主要局限
    • 引出面向大规模 Agent 工作负载的分布式执行环境需求
  2. 成本压力与环境组合挑战
    • 结合训练资源数据,量化执行环境在强化学习流程中的成本占比
    • 对比模型调用与沙箱运行开销,分析推理阶段的成本结构
    • 拆解传统沙箱平台在环境组合及模板膨胀问题
    • 分析传统 OCI 镜像全量下载、解包和高并发分发的性能瓶颈
  3. AENV 的产品定位与总体架构
    • 介绍 AENV 的设计目标、生产规模及其在 Kimi K3 训练中的应用
    • 拆解 Gateway、Scheduler、Node 与 Sandbox 的核心职责
    • 通过 Firecracker、ublk 和共享存储构建计算、隔离与状态管理体系
    • 兼容 E2B、多容器环境和嵌套 Docker,降低现有 Agent 应用的迁移成本
  4. 高密度部署与弹性调度技术
    • 基于 ublk + overlaybd 构建支持远程挂载和按需读取的分层块存储
    • 通过“共享只读基底 + 私有写入增量”提升镜像与磁盘复用率
    • 将 Page Cache 下沉至宿主机,并结合内存回收机制减少重复占用
    • 将低活跃 Sandbox 自动暂停并持久化,释放 CPU 和内存资源
    • 结合增量快照与懒加载,实现快速恢复和跨节点调度
  5. AENV 的落地效果
    • 对比按需加载、缓存拉取与冷镜像拉取,验证启动和分发性能
    • 结合生产集群数据,评估 CPU、内存复用带来的部署密度提升
    • 对比不同沙箱平台的月度成本,分析 AENV 的规模化降本效果

实践痛点:

  • 高密度与性能确定性的冲突:CPU 和内存超售能够显著降低成本,但当大量沙箱同时转为活跃状态时,容易出现资源争抢、尾延迟升高和任务超时,需要对沙箱进行精细的控制;
  • 按需读取与运行时抖动的冲突:远程镜像无需完整下载即可启动,但首次访问缺失块仍依赖网络和后端存储;网络波动可能从启动等待转化为任务执行过程中的随机停顿。

前沿亮点:

  • 生产规模验证:AENV 已服务于 Kimi K3 训练,并支撑约 150 万个镜像和 5000 万个执行环境。
  • 将“高密度部署”和“弹性生命周期”统一起来:通过共享基底、私有增量、Page Cache 复用、冷页回收、增量快照和懒加载,既减少单个沙箱的资源占用,也能回收低活跃沙箱占用的集群资源。
  • 把远程状态变成本地可用设备:基于 ublk + overlaybd 对远程镜像、磁盘和快照进行块级按需挂载,显著降级镜像分发的性能开销。
  • 兼顾性能、成本与生态迁移:AENV 不仅追求启动速度,还提供 E2B 兼容、多容器组合、和多存储后端支持,降低现有 Agent 系统接入新基础设施的改造成本。

听众收益:

  • 理解 Agent 执行环境为何会成为模型之外的重要成本中心,掌握训练 Rollout、模型评测和在线服务对沙箱基础设施的不同要求。
  • 掌握一套可复用的分布式 Agent Sandbox 架构,包括网关、调度器、执行节点、虚拟机隔离、分层块存储、对象存储和 P2P 分发的职责划分。
  • 掌握“共享基底 + 私有增量”,“增量快照 + 懒加载”,“暂停恢复 + 资源调度”等关键设计方法及其适用场景。

by 王鑫

蚂蚁集团
大模型训练数据处理系统 Altum 技术负责人

在大模型训练数据规模持续提升、模型迭代效率持续加快的背景下,业界在模型数据处理的 GPU 效能、任务稳定性、数据交付时效等方面面临巨大挑战。蚂蚁通过新一代大模型训练数据处理系统 Altum 的建设,尝试系统化解决这些问题。本次分享将重点介绍在性能、稳定性、效率等方面提升的关键技术策略和背后的思考与取舍,以及业务生产实践案例。

演讲提纲:

  1. 背景
    • 业界、蚂蚁在大模型训练数据处理上面临的挑战;
  2. 整体方案
    • 涵盖算力、引擎、平台、数据等多个层次的体系化方案;
  3. 极致性能优化
    • 异构算力融合调度:向上兼容不同算子体系、向下支持多种算力类型,提升全局资源利用率;
    • 基于数据湖存储 Paimon 的端到端升级:从数据采集到模型训练消费的端到端优化,提升存储与网络 IO 性能;
    • 算子性能优化与增量计算(全局去重、样本重试、增量同步等),提升 GPU 计算性能;
  4. 稳定性提升
    • 样本级重试、端到端可观测与 SLA 保障、熔断保护机制、智能运维诊断;
  5. 研发效率提升
    • 端到端场景化 Pipeline:场景化研发范式、增强能力(节点、算子)、人机协同研发;
    • Agentic 数据处理:支持逐条数据的多轮 Agent 处理;
  6. 生产实践与未来展望
    • 在阿福、百灵等内部场景的落地效果;
    • AI Data Infra 发展方向。

实践痛点:

  • 跨引擎调度的统一抽象 vs 引擎特有能力损失:不同引擎的统一在一定程度上牺牲了各引擎的独有优化,需要在统一对齐上做 tradeoff,做不到「零损失抽象」;
  • 样本级重试的降本空间 vs 幂等约束与熔断阈值的平衡难题:只重跑失败样本能根治「全量重跑烧 GPU」,但失败熔断阈值在「误杀抖动」与「无效烧卡」之间难以平衡。

前沿亮点:

  • 「高失败率、低吞吐、高交付时长」三角困局下的体系化解法;
  • 从全局资源利用率、存储与网络 IO、计算性能全方位的极致性能优化;
  • 场景化、Agentic 方式的 AI 数据研发新范式。

听众收益:

  • 了解大模型背后训练数据处理的全链路;
  • 掌握全链路数据处理背后的关键技术挑战与系统性解法;
  • 获得真实业务场景下的落地路径。

交通指南

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地址:上海市闵行区陈行公路 3701 号
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