MindIE-Turbo

介绍

MindIE Turbo是华为为昇腾芯片开发的大语言模型推理引擎加速插件库，包含自研的大语言模型优化算法及推理引擎相关优化。MindIE Turbo提供一系列模块化和插件化接口，支持外部推理引擎的接入和加速。

目前，MindIE Turbo已支持vLLM的适配。通过与vLLM和vLLM-ascend的对接，能够提供更强的性能和更多的推理优化量化算法。在实际使用中，用户只需在对应的Python环境中安装MindIE Turbo，系统会自动检测vLLM并启用优化，无需修改代码即可完成性能提升。

支持框架：

vLLM：vLLM是伯克利大学LMSYS组织开源的大语言模型高速推理框架，旨在极大地提升实时场景下的语言模型服务的吞吐率与内存使用率，提供易用、快速、便宜的LLM服务。目前MindIE Turbo已经支持通过vLLM-Ascend一键叠加到vLLM框架并进行推理加速使能。

架构说明

MindIE-Turbo主要包含以下模块（部分为预留模块）:

• adaptor: 适配不同推理框架的优化实现
  • vllm: VLLM框架适配
• distributed: 分布式能力支持
• scheduler: 加速调度策略支持
• functional: 通用功能函数
• interface: 通用接口定义
• layers: 网络层实现
• moe: MoE相关实现
• quantize: 量化相关实现
• spec_decode: Speculative Decoding实现
• utils: 通用工具

环境准备

硬件环境及操作系统准备

• 目前MindIE Turbo支持的硬件环境：Atlas 800I A2 推理产品（32GB/64GB）
• 支持的操作系统请参见《MindIE安装指南》中“环境准备 > 支持的操作系统”章节

开发环境准备

在安装MindIE Turbo之前请检查以下组件的配套关系和安装情况：

1、安装配套版本的驱动与固件（HDK）、CANN软件（Toolkit、Kernels 和 NNAL）请参考《CANN 软件安装指南》，在“选择安装场景”页面，按下列指引选择：

• 安装方式: 在物理机上安装
• 操作系统: 根据实际情况选择
• 业务场景: 选择训练 & 推理 & 开发调试

2、安装PyTorch，请参考组件安装Pytorch框架与安装torch_npu插件安装

使用说明

1. 安装指南

1. 联系相关人员获取 MindIE Turbo 软件包。

2. 将 MindIE Turbo 软件包上传到安装环境的任意路径（例如：/home/package）。

3. 进入软件包所在路径：

   cd /home/package
   

4. 执行以下命令安装 MindIE Turbo：

   python setup.py install
   

5. 返回上级目录，执行以下命令验证是否安装成功：

   cd ../
   pip show mindie_turbo
   

   如果出现如下示例结果，表示安装成功：

   Version: 1.0rc1
   Summary: MindIE Turbo: An LLM inference acceleration framework featuring extensive plugin collections optimized for Ascend devices.
   Home-page: 
   Author: ascend
   Author-email: 
   License: Apache 2.0
   Location: /usr/local/lib/python3.11/site-packages
   Requires: filelock, fsspec, jinja2, markupsafe, mpmath, networkx, sympy, torch, typing-extensions
   Required-by: 
   

2. 快速使用

MindIE Turbo不会修改任何使用行为，与原有框架保持一致，使得用户可以很轻松的应用并迁移项目。以vLLM框架为例：

1. 安装vLLM与vLLM-Ascend。

   请参考vLLM-Ascend安装文档进行安装。

2. 根据需要，进行离线批量推理或在线服务推理。

• 离线批量推理 请参考vLLM离线推理示例文档进行推理。以下为最简单的示例（来自vllm/examples/offline_inference/basic/basic.py，请根据需要修改：

  from vllm import LLM, SamplingParams
  
  # Sample prompts.
  prompts = [
     "Hello, my name is",
     "The president of the United States is",
     "The capital of France is",
     "The future of AI is",
  ]
  # Create a sampling params object.
  sampling_params = SamplingParams(temperature=0.8, top_p=0.95)
  
  # Create an LLM.
  llm = LLM(model="facebook/opt-125m")
  # Generate texts from the prompts. The output is a list of RequestOutput objects
  # that contain the prompt, generated text, and other information.
  outputs = llm.generate(prompts, sampling_params)
  # Print the outputs.
  for output in outputs:
     prompt = output.prompt
     generated_text = output.outputs[0].text
     print(f"Prompt: {prompt!r}, Generated text: {generated_text!r}")
  

• 启动在线推理服务 请根据vLLM在线服务示例文档启动服务。以下以Qwen2.5-1.5B-Instruct简单示例，请根据需要修改：

  vllm serve Qwen/Qwen2.5-1.5B-Instruct
  

3. MindIE Turbo环境变量说明

支持特性

W8A8量化插件

目前在MindIE Turbo中已经支持了MindStudio自研的W8A8与W8A8QuantAttention算法。通过MindStudio量化的模型可以直接通过MindIE Turbo在vLLM上一键使能。

vLLM及vLLM-Ascend已实现负责量化配置解析的QuantConfig、负责对量化方法进行识别和选择的Quantizer，MindIE-Turbo将在上述基础上实现QuantMethod，即AscendW8A8LinearMethod，基于MindIE全栈提供量化实现。

具体而言，AscendW8A8LinearMethod提供一下四个接口：

get_weight接口

1. 接口功能：

   返回W8A8量化所需要的weight参数名与tensor。

2. 参数说明：

   参数名称	是否必选	类型	默认值	描述	安全声明
   input_size	是	int	-	W8A8 linear的输入维度大小。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。
   output_size	是	int	-	W8A8 linear的输出维度大小。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

3. 返回值说明

   类型	描述	安全声明
   Dict[str, torch.Tensor]	代表W8A8所需的weight参数名与符合形状要求的tensor。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

get_pertensor_param接口

1. 接口功能：

   返回W8A8量化所需要的per_tensor参数名与tensor。

2. 参数说明：

   参数名称	是否必选	类型	默认值	描述	安全声明
   params_dtype	是	torch.dtype	-	W8A8 linear的输入参数类型。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

3. 返回值说明：

   返回值名称	类型	描述	安全声明
   Dict[str, torch.Tensor]	dict[str, torch.Tensor]	代表W8A8所需的pertensor参数名与符合形状要求的tensor。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

get_perchannel_param接口

1. 接口功能：

   返回W8A8量化所需要的per_channel参数名与tensor。

2. 参数说明：

   参数名称	是否必选	类型	默认值	描述	安全声明
   output_size	是	int	-	W8A8 linear的输出维度大小。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。
   params_dtype	是	torch.dtype	-	W8A8 linear的输出参数类型。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

3. 返回值说明：

   返回值名称	类型	描述	安全声明
   Dict[str, torch.Tensor]	dict[str, torch.Tensor]	代表W8A8所需的perchannel参数名与符合形状要求的tensor。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

apply接口

1. 接口功能：

   实现W8A8 linear所需的前向计算。

2. 参数说明：

   参数名称	是否必选	类型	默认值	描述	安全声明
   layer	是	torch.nn.Module	-	被量化后的一个linear对象，并且必须注册了由get_weiget、get_perchannel_param、get_pertensor_param所给出的参数。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。
   x	是	torch.Tensor	-	量化linear前向计算的输入。	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

3. 返回值说明：

   类型	描述	安全声明
   torch.Tensor	量化linear的前向计算结果	推理强依赖数据的合法性，需由用户保证。

参与贡献

1. Fork 本仓库
2. 新建分支
3. 验证修改
4. 提交代码
5. 新建 Pull Request