让文本模型写一句话,它逐词写一遍就完了。让视频模型生成五秒钟的猫趴在窗台上,它要把整段画面画很多遍。每一稿都比上一稿少一点噪点。
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就是这一件事,撑起了视频生成的大部分GPU开销。这里不谈数学,只讲清三件事:工作量是怎么叠上去的,可调的杠杆在哪,以及为什么每根杠杆都得配一次质量检查。这段话是说给那些为开源视频和图像模型付费、做规划或跑推理的人听的。
从噪声里画出来
今天大多数开源图像和视频模型是扩散模型,或者用流匹配方法训练的近亲。两者的工作方式在这里是一样的:从纯噪声出发,也就是一块和输出同形状的随机雪花点,然后在提示词引导下每次去掉一点噪声,直到只剩画面。每去一次噪声,就是一个去噪步。这个思路可以追溯到2015年的一篇论文,DDPM在2020年证明了它能生成高质量图像。
每一步都是一次对大神经网络的完整前向计算。网络不会只碰画面里变化的那部分,它每次都把整段片段读一遍、重写一遍。
所以一段片段的成本大致是:单次前向的成本 × 每一步的前向次数 × 步数。多数步骤只需要一次前向,引导(下文会讲)会让它变成两次。后面说的所有东西,都落在这三项里的一项上。
乘数一:步数
步数少,前向次数就少。常见两条路。一是更好的采样器,用同一个模型迈更大的步子,DPM-Solver是公开的例子。二是蒸馏,走得更远:工程师训练第二个模型,用比原模型更少的步数达到同样的结果,渐进蒸馏是这种方法早期公开的案例。
蒸馏有代价。蒸馏出来的模型是另一个模型,可能丢掉细节、光线或多样性。信它之前,得拿它的输出和原模型比一比。
乘数二:每次前向的规模
一段片段太大,没法直接按原始像素处理。所以现代模型在更小的潜空间形式里干活:训练时一个编码器学会把片段压进这个形式,生成时模型在小空间里去噪,最后由解码器把结果还原成帧。潜空间扩散让这套做法成了标准。
在网络内部,潜空间片段会沿空间和时间被切成小块,每块变成一个token。当前很多视频模型是处理这些token的Transformer,DiT论文最早为图像引入了这个设计。
关键在这里:注意力是Transformer里让每个token看到其他所有token的部分,它的计算量随token数量的平方增长,而前向的其余部分只是线性增长。片段token数翻倍,注意力的工作量大约变成四倍。所以片段越长、越清晰,注意力在每次前向里占的份额就越大。一段更长或更清晰的片段,成本远高于又短又小的片段,原因就在这。
控制单次前向规模的杠杆有三个:
- 注意力内核。内核是在GPU上完成一次计算的小程序,按GPU显存的工作方式写出来的注意力内核,花在搬数据上的时间更少,FlashAttention是公开的例子。
- 更低的精度。权重和激活值可以用更少的位数表示,搬的数据更少,新GPU每秒能做的低精度运算也更多,FP8格式的论文描述了其中一种常见选择。
- 算子融合。两个各自读写显存的小步骤,常常能合成一个只读一次的步骤。
这三样都会轻微改变模型内部的数值,所以每一样也都需要做质量检查。
乘数三:引导能让每一步翻倍
很多模型用无分类器引导来更贴近提示词。常见形式下,每一步要跑两遍网络:一遍带提示词,一遍不带,然后让模型从不带的那边朝带的那边移动。这会让每一步的工作量翻倍。有些蒸馏模型不需要引导,也就省掉了第二遍,同样,输出可能因此改变。
步骤之外的部分
步骤通常占了大部分工作量,但不是全部:
- 解码器。最后一步之后,解码器把潜空间片段还原成帧。对又长又清晰的视频,解码器可能把GPU显存用尽,分块解码、一次处理一部分,能把占用控制在预算内。
- 文本编码器。它把提示词变成数字,每段片段只跑一次,相比去噪步骤耗时很少,但它的权重可能占用大量显存。
- 加载模型。大视频模型的权重能占掉GPU的一大块,每个请求都重新加载会浪费大量GPU时间,所以服务栈会让模型常驻、保持热态。
该带走什么
如果你为扩散推理付费,对任何一套配置问三个问题:
- 每份输出要多少步,模型是否经过蒸馏以减少步数?
- 每次前向有多大,按帧数、分辨率和精度算,注意力内核是否匹配这块GPU?
- 引导开着吗,这个产品真的需要它吗?
每个答案都指向一根杠杆,每根杠杆也都会改变输出。这就是为什么每一次提速都要和原模型的输出做对比。这也是Deep Variance在做的事:为生产环境的扩散负载搭建自动调优的推理栈,针对实际运行它的GPU调每个模型,并把每项改动拿去和原模型比对。
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