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vLLM 推理引擎性能分析基准测试

时间：2024-10-16 15:46:50浏览次数：10  
标签：vllm num -- data 引擎 max model vLLM 推理

文章目录

本篇为 vLLM 性能测试分析篇，vLLM 调研文档请看 vLLM 调研文档

分析步骤

  1. 通过设置环境变量 VLLM_TORCH_PROFILER_DIR 到你想要保存追踪文件的目录来启用追踪，例如：VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/mnt/traces/。OpenAI 服务也需要在设置了VLLM_TORCH_PROFILER_DIR环境变量的情况下启动

    docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102400

  2. 使用benchmarks/benchmark_serving.py脚本进行性能测试，输出测试数据集请求情况，以及内存跟踪日志：

    /usr/bin/python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile

--dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json：这个参数指定了用于测试的数据集
--profile：启用性能分析。意味着在运行测试时会收集性能相关的数据，如 GPU 和内存使用情况以及处理请求所需的时间。

  3. 上传跟踪日志到 https://ui.perfetto.dev/ 可以进行内存占用可视化分析

案例

案例描述

本案例将分析 --enable-chunked-prefill 的启用/禁用以及 --max-num-batched-tokens 参数的调整对性能的影响情况。
参数描述请参考官方文档：https://docs.vllm.ai/en/stable/models/performance.html#chunked-prefill

测试数据集

线上拉取：https://github.com/vllm-project/vllm/blob/main/benchmarks/README.md

原始数据

〇轮测试（enable-64）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102000 \
    --max-num-batched-tokens 64 \
    --max-num-seqs 64
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [07:38<00:00,  1.63s/it]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [07:38<00:00,  2.18it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  458.11    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198783    
Request throughput (req/s):              2.18      
Output token throughput (tok/s):         433.92    
Total Token throughput (tok/s):          908.47    
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          220088.62 
Median TTFT (ms):                        221079.64 
P99 TTFT (ms):                           435865.23 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          67.91     
Median TPOT (ms):                        68.32     
P99 TPOT (ms):                           72.16     
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           68.05     
Median ITL (ms):                         68.24     
P99 ITL (ms):                            72.45     
==================================================

一轮测试（enable-128）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102000 \
    --max-num-batched-tokens 128 \
    --max-num-seqs 128
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:47<00:00,  1.66it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:47<00:00,  2.46it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  407.00    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198440    
Request throughput (req/s):              2.46      
Output token throughput (tok/s):         487.56    
Total Token throughput (tok/s):          1021.69   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          189093.46 
Median TTFT (ms):                        186896.79 
P99 TTFT (ms):                           377978.23 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          119.23    
Median TPOT (ms):                        121.42    
P99 TPOT (ms):                           133.46    
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           118.04    
Median ITL (ms):                         120.48    
P99 ITL (ms):                            127.46    
==================================================

二轮测试（enable-256）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102000 \
    --max-num-batched-tokens 256
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:30<00:00,  1.54it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:30<00:00,  2.56it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  390.70    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198786    
Request throughput (req/s):              2.56      
Output token throughput (tok/s):         508.80    
Total Token throughput (tok/s):          1065.22   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          165589.63 
Median TTFT (ms):                        163038.00 
P99 TTFT (ms):                           349869.23 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          222.05    
Median TPOT (ms):                        230.34    
P99 TPOT (ms):                           253.39    
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           216.90    
Median ITL (ms):                         225.01    
P99 ITL (ms):                            454.54    
==================================================

三轮测试（enable-512）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102000 \
    --max-num-batched-tokens 512
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:33<00:00,  1.20it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:33<00:00,  2.54it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  393.35    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198794    
Request throughput (req/s):              2.54      
Output token throughput (tok/s):         505.39    
Total Token throughput (tok/s):          1058.05   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145934.18 
Median TTFT (ms):                        130854.88 
P99 TTFT (ms):                           331526.83 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          413.37    
Median TPOT (ms):                        435.94    
P99 TPOT (ms):                           485.53    
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           387.35    
Median ITL (ms):                         437.46    
P99 ITL (ms):                            712.21    
==================================================

四轮测试（enable-2048）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 102000 \
    --max-num-batched-tokens 2048
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  1.52it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  2.47it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  404.65    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198641    
Request throughput (req/s):              2.47      
Output token throughput (tok/s):         490.90    
Total Token throughput (tok/s):          1028.13   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145587.94 
Median TTFT (ms):                        136750.66 
P99 TTFT (ms):                           333788.49 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          546.50    
Median TPOT (ms):                        481.48    
P99 TPOT (ms):                           1553.99   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           440.14    
Median ITL (ms):                         293.70    
P99 ITL (ms):                            1557.57   
==================================================

五轮测试（enable-4096）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 100928 \
    --max-num-batched-tokens 4096
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  1.17it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  2.48it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  403.73    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198567    
Request throughput (req/s):              2.48      
Output token throughput (tok/s):         491.83    
Total Token throughput (tok/s):          1030.30   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145208.34 
Median TTFT (ms):                        135880.49 
P99 TTFT (ms):                           333073.43 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          576.98    
Median TPOT (ms):                        480.20    
P99 TPOT (ms):                           3010.28   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           440.17    
Median ITL (ms):                         291.82    
P99 ITL (ms):                            2020.04   
==================================================

六轮测试（enable-8192）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 98832 \
    --max-num-batched-tokens 8192
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  1.58it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  2.48it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  403.80    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198695    
Request throughput (req/s):              2.48      
Output token throughput (tok/s):         492.07    
Total Token throughput (tok/s):          1030.44   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145191.92 
Median TTFT (ms):                        137176.88 
P99 TTFT (ms):                           333630.23 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          590.15    
Median TPOT (ms):                        482.05    
P99 TPOT (ms):                           3091.14   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           439.71    
Median ITL (ms):                         290.74    
P99 ITL (ms):                            1798.01   
==================================================

在启用 chunked-prefill 的情况下，max-num-batched-tokens 越小，TTFT 越长，ITL 越短；max-num-batched-tokens 越大，TTFT 越短，ITL 越长。

七轮测试（disable-256）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 256 \
    --max-num-batched-tokens 256 \
    --enable-chunked-prefill false
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████▌| 998/1000 [00:48<00:00, 15.69it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [00:48<00:00, 20.63it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     296       
Benchmark duration (s):                  48.48     
Total input tokens:                      14909     
Total generated tokens:                  29120     
Request throughput (req/s):              6.11      
Output token throughput (tok/s):         600.72    
Total Token throughput (tok/s):          908.27    
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          8354.34   
Median TTFT (ms):                        7792.90   
P99 TTFT (ms):                           18643.59  
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          409.28    
Median TPOT (ms):                        272.91    
P99 TPOT (ms):                           1815.86   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           246.95    
Median ITL (ms):                         175.46    
P99 ITL (ms):                            580.31    
==================================================

八轮测试（disable-512）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 512 \
    --max-num-batched-tokens 512 \
    --enable-chunked-prefill false
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [03:14<00:00,  1.15it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [03:14<00:00,  5.15it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     700       
Benchmark duration (s):                  194.36    
Total input tokens:                      82224     
Total generated tokens:                  108536    
Request throughput (req/s):              3.60      
Output token throughput (tok/s):         558.42    
Total Token throughput (tok/s):          981.47    
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          59907.26  
Median TTFT (ms):                        43205.72  
P99 TTFT (ms):                           149116.64 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          527.19    
Median TPOT (ms):                        401.10    
P99 TPOT (ms):                           2689.25   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           372.15    
Median ITL (ms):                         290.96    
P99 ITL (ms):                            987.35    
==================================================

九轮测试（disable-2048）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 2048 \
    --max-num-batched-tokens 2048 \
    --enable-chunked-prefill false
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  2.38it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:43<00:00,  2.48it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  403.04    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198690    
Request throughput (req/s):              2.48      
Output token throughput (tok/s):         492.98    
Total Token throughput (tok/s):          1032.36   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          142571.62 
Median TTFT (ms):                        135323.01 
P99 TTFT (ms):                           333148.28 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          668.80    
Median TPOT (ms):                        472.08    
P99 TPOT (ms):                           5647.73   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           446.03    
Median ITL (ms):                         305.97    
P99 ITL (ms):                            1420.74   
==================================================

十轮测试（disable-4096）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 4096 \
    --max-num-batched-tokens 4096 \
    --enable-chunked-prefill false
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  1.62it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  2.47it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  404.60    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198856    
Request throughput (req/s):              2.47      
Output token throughput (tok/s):         491.48    
Total Token throughput (tok/s):          1028.78   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145568.89 
Median TTFT (ms):                        138366.82 
P99 TTFT (ms):                           333544.04 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          612.43    
Median TPOT (ms):                        478.76    
P99 TPOT (ms):                           3506.11   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           444.17    
Median ITL (ms):                         305.46    
P99 ITL (ms):                            1451.10   
==================================================

十一轮测试（disable-8192）

  • 启动参数
docker run --runtime nvidia --gpus all \
    -v /data1/data_vllm:/data \
    -p 8001:8000 \
    -e VLLM_TORCH_PROFILER_DIR=/data/mnt/traces/ \
    --name qwen_llm_3 \
    --ipc=host \
    swr.cn-east-3.myhuaweicloud.com/kubesre/docker.io/vllm/vllm-openai \
    --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 \
    --max-model-len 8192 \
    --max-num-batched-tokens 8192 \
    --enable-chunked-prefill false
    
python3 vllm/benchmarks/benchmark_serving.py --backend vllm --model /data/Qwen2.5-72B-Instruct-GPTQ-Int4 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --profile
  • 测试结果
Starting profiler...
Traffic request rate: inf
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  1.20it/s]Stopping profiler...
100%|████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 1000/1000 [06:44<00:00,  2.47it/s]
============ Serving Benchmark Result ============
Successful requests:                     1000      
Benchmark duration (s):                  404.37    
Total input tokens:                      217393    
Total generated tokens:                  198400    
Request throughput (req/s):              2.47      
Output token throughput (tok/s):         490.64    
Total Token throughput (tok/s):          1028.26   
---------------Time to First Token----------------
Mean TTFT (ms):                          145157.15 
Median TTFT (ms):                        138322.92 
P99 TTFT (ms):                           331883.14 
-----Time per Output Token (excl. 1st token)------
Mean TPOT (ms):                          609.64    
Median TPOT (ms):                        477.62    
P99 TPOT (ms):                           3823.35   
---------------Inter-token Latency----------------
Mean ITL (ms):                           443.97    
Median ITL (ms):                         303.46    
P99 ITL (ms):                            1575.09   
==================================================

在不启用 chunked-prefill 的情况下，七八轮显示部分失败了，失败原因是超过上下文限制

数据可视化

数据汇总说明

说明1：横轴命名规则为 [序号]-[–enable-chunked-prefill]-[–max-num-batched-tokens]，其中序号便于排序，例如：0-enable-64 表示第 0 轮测试，启用 chunked-prefill，max-num-batched-tokens 设置为 64
说明2：以下数据分析均基于本次测试数据集，场景更多类似于日常对话，本次的调优分析并不适合直播数据分析场景
说明3：第七、八轮数据存在因上下文长度超出最大设置长度导致请求失败的情况，数据失真，不在以下仪表板呈现

总览-耗时&吞吐量

1

这里包含了整个测试集的总耗时，输出 token 吞吐量，总（输出+输入） token 吞吐量
除了开启 --enable-chunked-prefill 且 --max-num-batched-tokens 设置较小时会影响总耗时，其他情况几乎无差别，–max-num-batched-tokens 设置越小，触发 chunked-prefill 情况越多，prefill 耗时大于 decode 阶段带来的耗时收益，导致总耗时变长

TTFT（Time To First Token）

2
该指标表示的是第一个 token 生成时间，也即 prefill 阶段的总耗时

  • 启用 --enable-chunked-prefill
    • –max-num-batched-tokens < 512 时，值越大，prefill 耗时越长
    • –max-num-batched-tokens >= 512 之后，prefill 耗时相差不大，应该和测试数据集有关系，长文本的请求较少，触发chunked-prefill 的序列就少
  • 不启用 --enable-chunked-prefill
    • 设置的 --max-num-batched-tokens <= 512 时，数值越小失败请求越多，失败原因是上下文长度超过设置的最大上下文长度（折线图未体现，看原始数据）
    • 设置的 --max-num-batched-tokens >= 2048 时，prefill 耗时几乎一致

TPOT（Time per Output Token）

3
该指标反映的是 decode 阶段输出每个 token 的时间，它衡量的是模型生成 token 的整体速度，不考虑 token 生成的顺序

  • 启用 --enable-chunked-prefill
    • 可以看到这个指标基本上和 TTFT 相反，–max-num-batched-tokens 越短，就越快将序列送去 decode，耗时就越短

ITL（Inter-token Latency）

4
该指标反映的是 decode 阶段 token 连续输出的耗时，它专注于衡量模型生成 token 的流式特性，即一个 token 生成后，下一个 Token 生成前的等待时间。

  • 都是 decode 阶段，它和 TPOT 走势是一致的

结论

  1. 首先声明，测试数据集对测试情况影响会比较大，该测试集为官方提供的 1000 例无长文本（上下文基本在 512内）的测试集，生产调优需要根据场景进行重新分析
  2. –enable-chunked-prefill 如果开启，–max-num-batched-tokens 的大小设置会影响总耗时和吞吐量
    • 如果设置的过小，比如 --max-num-batched-tokens < 256 时，该值越小耗时越长
    • 如果设置 --max-num-batched-tokens >= 256 时，耗时和吞吐量几乎无影响
  3. 相比总耗时和吞吐量，–enable-chunked-prefill 如果开启，–max-num-batched-tokens 的大小设置对 prefill 和 decode 两阶段耗时影响较大
    • –max-num-batched-tokens设置越大 prefill 阶段耗时越短，decode 阶段耗时越长；相反值越小，decode 阶段耗时越短，prefill 阶段耗时越长
    • 但 --max-num-batched-tokens 超过一定值时（本测试集超过 2048 时），两者几乎无波动
  4. –enable-chunked-prefill 如果未开启，请求上下文长度会受限于 --max-num-batched-tokens 的设置，如果值设置的较小，则上下文大于该值的请求将会请求失败
  5. 测试过程中其他结论
    • –max-num-batched-tokens 设置的值需要大于模型上下文长度–max-model-len
    • –max-num-batched-tokens 需要大于 batched 的序列（请求）数量–max-num-seqs
    • –max-num-batched-tokens 的设置还会受到机器可用显存（乘以 --gpu-memory-utilization）限制，因为 KV-Cache 大概需要占用的最大显存大小公式如下：
    KV_cache_size = 2 * n_layers * n_heads * seq_length * d_head * precision * batch_size

这个公式是用来估算 Transformer 模型中 KV 缓存大小的。下面是公式中每个参数的详细解释：

2：这个系数是因为每个注意力头都有两个张量需要被缓存：键（Key）和值（Value）张量。所以，对于每个头，我们都需要存储两个张量的内存。
n_layers：模型中注意力层的总数。在 Transformer 模型中，每个编码器或解码器块通常包含一个自注意力层，所以这个数字通常等于模型的块数。
n_heads：每个注意力层中注意力头的数量。在多头自注意力（Multi-Head Attention）机制中，模型会将注意力机制分割成多个“头”，每个头学习序列的不同部分。
seq_length：序列的最大长度。这是模型在单次推理中可以处理的输入序列的最大长度，包括提示（prompt）和生成的补全部分（completion）。
d_head：每个注意力头的隐藏维度。这是每个头中键和值张量的维度大小。
precision：数据的精度，它决定了每个参数需要多少字节来存储。常见的精度包括：
- FP32（单精度浮点数）：4字节/参数
- FP16（半精度浮点数）：2字节/参数
- INT8（8位整数）：1字节/参数
batch_size：批处理大小，即模型一次推理中同时处理的序列数量。
  6. 以上涉及到各参数描述
    • –max-model-len：默认无值，会取模型配置文件里的最大上下文配置
    • –enable-chunked-prefill：默认不开启，当 --max-model-len > 30k 时，自动开启
    • –max-num-batched-tokens：默认值 512
    • –max-num-seqs：默认值 256
    • –gpu-memory-utilization：默认 0.9；这个参数指定了模型在启动时应该预分配多少百分比的 GPU 内存。增加这个值可以提供更多的内存给模型的 KV 缓存（关键值缓存），有助于提高模型处理大型输入或批量请求的能力。

标签：vllm,num,--,data,引擎,max,model,vLLM,推理
From： https://blog.csdn.net/qq_36221788/article/details/142982659

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