清华字节联合提出PAROAttention技术,Token重排实现5倍稀疏4比特量化无损加速视觉生成模型

2025-09-29 03:51:39 7196次浏览

  

赵天辰是清华大学电子工程系高能效计算实验室的研究生,主要研究方向包括面向视觉生成的高效算法及软硬件协同设计。本文介绍的工作是他在字节跳动Seed视觉部门实习期间完成的成果。

随着视觉生成模型的快速发展,输入序列长度不断增长(如高分辨率图像生成、多帧视频生成等场景可达10K-100K规模)。其中计算复杂度与序列长度呈平方关系的Attention操作成为主要性能瓶颈,可占模型总计算量的60-80%。虽然注意力稀疏化(Sparse Attention)和低比特量化(Attention Quantization)等优化技术已在多个领域取得成效,但在视觉生成模型中,当稀疏度低于50%或采用纯INT8/INT4量化时仍会出现明显的性能下降。< /p>

本研究基于视觉任务的"局部性"(Locality)特征,首先建立了系统性分析框架,发现视觉生成任务中Attention优化的核心挑战在于其"多样且分散"的注意力模式。研究进一步揭示了这些模式本质上都可统一为"局部聚合"的块状模式。基于此,本文提出了一种硬件友好的离线"Token重排"方案,通过统一化注意力模式,配合定制化的稀疏与量化方法以及高效的CUDA系统设计,在保 持算法性能的同时显著提升了硬件效率。最后,论文还探讨了该方案的扩展应用潜  力及其对视觉生成算法设计的启示。

论文信息:标题:PAROAttention: Pattern-Aware ReOrdering for Efficient Sparse and  Quantized Attention in Visual Generation Models链接 :https://arxiv.org/abs/2506.16054项目主页:https://a-suozhang.xyz/paroattn.github.io/

1. 分析框架:关键问题与局部性利用

现有稀疏化方案如DiTFastAttn、SparseVideoGen等尝试针对不同视觉注意力模式设计特定稀疏掩码,但多样化的模式给掩码设计与选择带来巨大挑战。本研究另辟蹊径,通过重整注意力模式使其统一为硬件友好的块状模式,从而简化稀疏方案设计。

在量化方面,虽然SageAttentionV2/V3等方案已取得进展,但在低位宽定点量化(如全流程INT4)方面仍存在优化空间。研究发现,视觉注意力图中"多样且分散"的数据分布是制约稀疏与量化效果的关键因素。

2. 技术方案

基于视觉特征的局部性先验,研究发现不同注意力头会稳定地在特定维度呈现局部聚合特征。通过为每个注意力头选择合适的Token重排方式,可将多样化的注意力模式转化为统一的块状模式。该方案采用维度置换(Pe rmutation)作为重排手段,针对稀疏化和量化分别设计了优化指标:

- 稀疏化:最大化完全稀疏分块比例- 量化:最小化块内数据分布差异

在稀疏方案选择上,研究对比了动态稀疏和静态稀疏的优劣,最终采用静态稀疏方案。经过重排处理后,注意力图呈现规整的块状分布,仅需离线统计各块attention值即可确定稀疏掩码,推理时不引入额外开销。

量化方案方面,通过Token重排有效降低了块内数据差异,支持更低位宽的量化。系统设计上采用算子融合和预取策略,将额外开销控制在1%以内,同时保持与FlashAttention的良好兼容性。

3. 实验结果

在CogVideo和Flux等模型上的测试表明:

- PAROAttention在20%稀疏比下仍能保持与浮点模型相当的生成质量,优于基线方案50%稀疏比时的表现- 与动态稀疏方案SpargeAttention结合时,可将30%稠密度的效果提升至原50%稠密度水平- 量化方案可在无精度损失情况下实现全流程INT4量化- 最激进优化方案(50%稀疏+INT4)可获得近10倍的Attention加速

硬件测试显示,50%稠密度时PAROAttention实现1.73倍加速,优于同类方案,且接近理论极限值。

4. 总结与展望

本研究通过Token重排巧妙地将算法侧的视觉局部性与硬件计算局部性相对应,实现了算法性能与硬件效率的双重提升。这种利用局部性的思路不仅适用于推理优化,对训练方法改进、位置编码设计等也具有启发意义,有望推动具有更好归纳偏置的视觉基座模型发展。

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📜优化(seo)——提升🪂排名

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- 内容更新与优化:定期发布原创、高质量的内容,确保🤡的更新频率和质量,吸引用户的同时也能提高🤨的友好度。

- 外链建设:通过合理的外链建设,提升网站的权重和排名,外链的质量远比数量重要。

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社交媒体营销(smm)——打造品牌社交影响力

社交媒体已成为人们日常生活中不可或缺的一部分,微博、微信、抖音、知乎等📐拥有大量的活跃用户群体。通过社交媒体🎋推广网站,能够迅速提高品牌曝光度和用户关注度。

关键步骤:

- 选择合适的🚥:根据目标受众群体的特点,选择合适的社交⭕进行内容发布。例如,b2b企业可以重点在linkedin上发力,而b2c企业可以在抖音、快手等🦙发布内容。

内容创作与互动:创造引人入胜的原创内容,利用图文、视频等多种形式吸引用户的关注。同时,与用户进行互动,回答问题,参与讨论,提升用户粘性。

- 定期运营:社交媒体营销并非一蹴而就,持续的内容更新和互动是成功的关键。通过定期发布活动、互动话题等,保持品牌热度。

社交媒体营销的优势在于其传播速度快,一旦内容被用户转发或分享,就能迅速扩展受众群体,有助于提升网站的流量和品牌认知度。

☎营销(sem)——精准流量的快速获取

当seo效果难以在短期内见效时,🏟营销(sem) 就成为了快速获取流量的有效手段。通过百度、google、bing等🧆的广告投放,可以让网站精准地出现在潜在客户的搜索结果中,从而带来更多点击量和潜在转化。

关键步骤:

- 选择关键词:选择精准且具有高转化潜力的关键词,确保投放广告能够触及到正确的目标用户。

- 优化广告文案:广告文案要简洁明了,突出网站的核心优势,吸引用户点击。

- 制定合理预算:根据广告投放的效果,不断调整预算分配,确保广告费用的最大效益。

sem的优势在于其即时性和高效性,一旦广告上线,就可以立刻带来流量,适合于短期内需要快速突破流量瓶颈的站长或企业。

内容营销——通过高质量内容吸引用户

内容营销是一种通过提供有价值的内容,吸引潜在用户、培养用户忠诚度,并最终实现转化的推广手段。相比于传统的广告投放,内容营销更加注重用户体验和品牌价值的传递。

关键步骤:

- 了解目标受众:深入了解目标受众的需求和兴趣,根据他们的痛点创作相关内容。

- 多渠道内容分发:通过博客、行业网站、社交媒体等渠道发布内容,提高内容的曝光度和传播力。

- 持续更新和优化:定期更新内容,保持内容的新鲜感,确保用户在访问网站时能够获得持续的价值。

内容营销的优势在于能够通过长期积累建立品牌的权威性,增加用户的信任度,并为网站带来持续的流量。

合作推广与联盟营销——借力他人流量

如果你希望快速提升网站的流量,不妨考虑通过合作推广或联盟营销来借力打力。与其他相关领域的站点或企业合作,通过交换友情链接、联合营销等方式,互相引流,共享资源。

关键步骤:

- 选择合适的合作伙伴:选择与你的行业相关,且受众群体重叠的站点进行合作。

- 明确合作方式:可以通过友情链接交换、共同举办线上活动、互相推广等方式实现合作。

设定合理的分成机制:对于联盟营销,需要制定清晰的分成机制,确保合作双方都能从中获益。

合作推广的优势在于低成本高效率,通过与他人合作,能够在短时间内借用对方的流量,迅速扩大网站的曝光度。

网络广告与其他付费推广方式

除了sem之外,而他们双方也都从对手的眼中看到了震惊 还可以通过display广告(展示广告)、视频广告、原生广告等形式进行。在流量较大的🐮上投放广告,可以带来精准流量,并快速提升网站曝光度。

关键步骤:

选择🔶:选择流量大、受众群体明确的💉进行广告投放,如百度广告、腾讯广告、今日头条等。

- 广告创意与定向:确保广告创意能够引起用户的兴趣,同时通过精准的定向投放,提高广告的转化率。

- 监测与优化:持续跟踪广告效果,分析数据,优化广告投放策略。

网络广告的优势是**即时可见效果**,但需要持续监控和优化,确保广告投入产出比最大化。

总结:

而他们双方也都从对手的眼中看到了震惊 并非一项单一的工作,而是需要结合多种策略,利用seo、社交媒体、sem、内容营销、合作推广等手段,综合提升网站的流量和转化率。根据不同的目标和资源,可以选择最适合自己的推广策略,并不断优化调整。

通过合理的推广策略,不仅能够增加网站的流量,还能提升品牌的知名度和用户的忠诚度,最终实现商业目标。希望本文为您的而他们双方也都从对手的眼中看到了震惊 之路提供一些参考和帮助,助力您在数字营销的浪潮中脱颖而出。