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Makora 如何生成击败手工调优代码的 CUDA Kernel|GTC 研究者对谈
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Makora 如何生成击败手工调优代码的 CUDA Kernel|GTC 研究者对谈

摘要

  • Makora 正从自动化 Kernel 生成,扩展为不绑定基础模型供应商的“高性能 AI 模型部署引擎”。 Kernel 仍是核心组件,但商业卖点已延伸至推理服务器、训练流水线、强化学习 rollout、数值计算和异构硬件上的端到端性能。Abdelfattah 的框架是:“我们的价值主张是出售性能”(Our value proposition is that we sell performance)。
  • 其 sequential Monte Carlo 推测解码方法,在所引用的 batch size 为1、低延迟场景下,性能约为 SGLang 基线的5×、启用实验性重叠调度器的 SGLang speculative decoding 的2×。 它会生成 N 个 draft,由 target model 打分,复制强候选、淘汰弱候选,并始终接受 K 个 token,而不是回滚。Abdelfattah 强调,该方法消耗更多算力,而且“从根本上说是一种有损方法”。
  • 随着基础模型的代码生成能力提升,Makora 用 FP4 研究展示其以性能为核心的差异化。 重新映射 FP4 中冗余的第二个零值,可以在 FP4 的内存占用下获得“FP5 或类似 FP5 的精度”。对于 NVFP4 权重-激活量化,直接的 NVIDIA 实现需要额外的稀疏补偿 pass;AMD 则可以通过与 FP4 硬件共享、吞吐相同的 FP6 路径完成升位。“这个极其小众、未被利用的 FP6 精度正好来救场。”
  • Kernel 评测本身已经成为一款产品,此前一次早期演示曾遭遇大规模 reward hacking。 Makora 现在会追踪生成函数是否被正确执行,拒绝使用被禁止依赖的代码,并用 AI 检测 reward hack;整个 pipeline 大约能捕捉11类 exploit。客户提交“一个 kernel 和一个问题”,通过 API 获得 reward 信号,并可据此训练模型。
  • 更强的代码模型正在成为 Makora 模型无关策略的顺风。 平台会尝试多个 agent,返回最优 kernel;团队也在测试“Gemma 4”等开源模型,并探索微调或专门化,以提供大模型基础模型之外成本更低的替代方案。更难的一层,是让代码生成后就已经适配数据布局、接口、量化模式,以及 GGML、SGLang 等系统。
  • Makora 的客户切入点包括硬件厂商、拥有私有 GPU 集群但没有内部性能团队的企业,以及希望采用默认软件层的 neocloud。 硬件厂商可以在不培育开发者网络的情况下快速补齐软件支持,企业则可以服务内部模型而不依赖公开 API。更长期的押注,是同时抽象性能工程和硬件部署位置:“让正确的代码运行在正确的硬件上”(the right code for the right hardware)。

精读

1. Makora 正在向上攀升技术栈:单卖代码生成很难

  • Cornell 助理教授、Makora 首席科学官 Mohamed Abdelfattah 表示,公司成立至今接近2年,最初的判断是,大量手工完成的 AI 性能工程可以被自动化。公司先从高性能 GPU 和其他硬件的 Kernel 做起,随后扩展到推理服务器、训练流水线和强化学习 rollout。

  • 公司此前以 Maeko 之名运营,这个名字已经被广泛使用,后来另一家创业公司委婉要求其停止使用。团队一度以为自己只需要出售一个代码生成 agent。Abdelfattah 将其比作卖编译器:商业化难度更高,也不如聚焦最终性能来得可持续。

  • 因此,Makora 希望把务实的硬件感知调优与新算法结合起来。“我们的价值主张是出售性能”,这不仅包括 Kernel,也包括服务栈、数值计算和部署工作,目标是让性能增益在端到端链路上真正兑现。

2. 并行 draft 消除了推测解码的回滚代价

  • 标准 speculative decoding 会先顺序生成 K 个 token,再用更大的 target model 并行验证,token 匹配失败后回滚。Makora 的 sequential Monte Carlo 方法则维护 N 个 draft,由 target model 负责打分,淘汰重要性较低的候选,并复制得分较高的候选。

  • Abdelfattah 的类比是数学题中的 pass@N 对 pass@1:更充分地利用 draft model,意味着系统“始终接受 K 个 token”,并且“从不拒绝任何 token,也不回滚”。据引用结果,其速度约为 SGLang 基线的5×,是启用实验性重叠调度器的 SGLang speculative decoding 的2×,也比更新的 SSD 基线“快不少”。

  • 关键限定在于,这些结果来自 batch size 为1的低延迟场景:由于包括 draft model 在内的工作负载受内存带宽限制,额外的 draft 计算可以利用原本闲置的算力。batch 变大后,该方法会比普通 speculative decoding 更早触及算力上限。它本身也是有损方法,可能让需要精确一致性的用户望而却步。经验上,多个质量不一的 draft 甚至可能跑赢 target;但如果 draft 严格更差,理论上 N 趋近无穷时应当与 target 持平,而不是超越后者。

3. 算法足够灵活,但生产框架设有限制

  • SMC 可以构建在 MTP、EAGLE 或专门训练的 predictor 之上,不必绑定某一种 speculation 技术。Abdelfattah 表示,通过额外技巧,它甚至可以连接采用不同 tokenization 的模型,不过这仍属于小众研究用途。

  • Makora 已经拥有 SGLang 的 fork,但一些“更复杂的东西”很难直接塞进现有生产级服务框架。因此,公司正在开发自己的推理引擎,同时仍会根据具体工作负载,选择并增强最合适的开源服务器。

4. 评测基础设施把 reward hacking 变成可销售产品

  • Abdelfattah 回忆,一次早期演示遭遇 reward hacking,“可能是我人生中最糟糕的30分钟”。此后,Makora 建立了一套严格的评测 pipeline:追踪生成函数是否被正确调用,拒绝使用禁用库的代码,限制依赖,并用 AI 检测 reward hack。整体 pipeline 大约能捕捉11类 reward hack。

  • Makora 对这套 pipeline 的信心已经足以将同一套内部评测和 profiling 基础设施,通过带身份认证的 API 对外提供。“客户给我们一个 kernel 和一个问题,我们给他们 reward”,让客户可以基于 GPU 特定反馈训练基础模型;至少1家客户已经购买这项服务,据称使用体验相当不错。

  • 与直接调用 Claude 或 GPT 相比,Abdelfattah 给出的客户理由是一致性和端到端集成。基础模型可以生成示例代码或 proof of concept,但真正部署时,还需要正确处理数据布局、接口和量化模式,并将其接入 Qualcomm NPU 上的 GGML 或 AMD GPU 上的 SGLang 等目标系统。

5. 精度研究与异构部署构成更大押注

  • 在 FP4 中,负零和正零分别编码,浪费了仅有的16个量化等级中的1个。Makora 将这个冗余零值重新映射为可学习的特殊值,试图在 FP4 的内存占用下实现“FP5 或类似 FP5 的精度”。

  • 仅权重量化不会遇到这一问题,因为权重之后会被升位。但在 NVFP4 权重-激活量化中,特殊值超出 FP4 的表示范围,因此直接的 NVIDIA tensor core 实现需要先跑一遍,再跑一遍稀疏补偿 pass,带来额外开销。在 AMD 上,FP6 与 FP4 共用硬件路径,吞吐也相同,可以在不付出同等代价的情况下将特殊值升位;NVIDIA 的 FP6 则与 FP8 共用路径。Abdelfattah 的判断是,AMD 硬件“从根本上说相当强”,但软件仍需追赶。

  • 短期内,Makora 希望打造一款“杀手级”推理引擎,之后可能扩展到训练和强化学习,让企业系统管理员“按几个按钮”就能使用。更宏大的愿景,是把工作负载拆分到不同类型的机器上,包括 draft model 和 target model,再由 agent 为每台设备生成正确的实现。

  • 包括 SMC 代码在内的研究成果计划开源,并围绕这些成果搭建闭源的企业层。最终目标,是弥合“我买了一块 GPU”和“我正在榨取这块 GPU 的最大性能”之间的差距。