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Random Attention:无需重要性打分的 KV Cache 淘汰

复现级别:核心机制 + 真实 checkpoint GPU 验证。 保留完整 prompt,并对生成 trace 按 attention head 独立均匀随机采样。

论文信息

字段 内容
论文链接 Salesforce AI Research preprint
公司/机构 Salesforce AI Research(第一作者第一署名单位)
首次公开日期 2026-09-03(arXiv v1)
原文开源代码 是:SalesforceAIResearch/Random-Attention
Adapter random-attention
本地复现代码 src/auto_research/reproductions/random_attention/

原始论文总结

背景与主要改动

传统 KV 淘汰先计算 token 重要性,Random Attention 则始终保护 prompt,仅在已生成 token 中逐 head 独立随机保留固定预算;它省掉评分 pass,也避免所有 head 被同一排序规则约束。

flowchart LR
  P[完整 Prompt KV] --> K[保留]
  T[生成 Trace KV] --> S[逐 Head 均匀采样]
  K --> A[稀疏 Attention]
  S --> A

原论文关键图

Random Attention 核心流程

原论文方法与结果概览。图片来自原论文,版权归原作者所有。

核心公式

对 head \(h\),保留集合为 \(K_h=P\cup\operatorname{UniformSample}(T,B-|P|)\)\(P\) 是完整 prompt,\(T\) 是生成 trace,各 head 独立采样且不执行 token importance scoring。

论文离线与线上效果

论文在四个模型、六项任务和 32k 上下文验证,在相同 KV 预算下保持推理质量;接入 vLLM 后,相对最强重要性淘汰基线的吞吐提升为 32%–43%。

本地复现与 GPU 证据

CPU 三 seed 机制结果见 metrics/public-seeds42-44.json;真实 Qwen3-4B checkpoint、固定公开域长文本探针和 A100 运行回执见 ../../gpu-validations/random-attention-a100-20260906.json。验证严格使用等预算 prompt+recent 基线。

本地对照口径:CPU seed 42 的等预算 recent 基线 attention cosine=0.97996,随机实验组=0.46664,相对变化 -52.38%;A100 真实 checkpoint 诊断分别为 0.99996 与 0.94002,不据此宣称任务准确率提升。

复现边界

未声称复刻论文六任务矩阵和官方 vLLM kernel 吞吐;本地 GPU 路径验证真实 KV 张量上的选择与 attention 重建,并可作为 LLM Evolve attention 算子。