【AIGC】大模型常用训练推理部署框架

（1）PyTorch

• 官网链接：PyTorch

• 定位：动态图优先的深度学习框架，以灵活性和研究友好性著称。

• 核心功能：

• • 动态计算图（即时执行）。
  • 张量计算、自动求导、分布式训练。

• 特点：

• • 与Python深度集成，调试便捷。
  • 支持GPU加速和混合精度训练。

• 缺点：

• • 生产部署需依赖TorchScript/ONNX。
  • 训练速度较静态图框架（如TensorFlow）略慢。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️（适合快速原型开发）。

• 使用场景：学术研究、模型实验、小规模训练。

• 应用阶段：模型训练与验证。

• 生态：与Hugging Face、ONNX、TensorBoard集成，社区庞大。

• 简单用法：

  import torch
  model = torch.nn.Linear(10, 2)
  output = model(torch.randn(3, 10))

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（2）NVIDIA Triton

• 官网链接：Triton Inference Server

• 定位：高性能AI推理服务器，支持多框架、多硬件部署。

• 核心功能：

• • 动态批处理、并发模型执行。
  • 支持TensorFlow、PyTorch、ONNX等模型。

• 特点：

• • 跨框架和硬件（GPU/CPU/TPU）兼容。
  • 集成Kubernetes和Prometheus。

• 缺点：配置复杂，需管理模型仓库和YAML文件。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（适合生产环境专家）。

• 使用场景：云/边缘推理服务、高吞吐在线服务。

• 应用阶段：模型部署与推理。

• 生态：与NVIDIA生态（TensorRT、CUDA）深度绑定。

• 简单用法：

  docker run --gpus=1 -v/path/to/models:/models nvcr.io/nvidia/tritonserver:24.02-py3 tritonserver --model-repository=/models

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（3）ONNX Runtime

• 官网链接：ONNX Runtime

• 定位：跨平台推理加速引擎，支持ONNX格式模型。

• 核心功能：

• • 高性能推理（CPU/GPU/FPGA）。
  • 训练加速（ORTModule）。

• 特点：

• • 轻量级，适合嵌入式设备。
  • 与PyTorch/TensorFlow无缝转换。

• 缺点：部分硬件加速器支持有限。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需熟悉模型转换）。

• 使用场景：跨平台部署、边缘设备推理。

• 应用阶段：模型推理与轻量化训练。

• 生态：微软主导，与Azure云服务集成。

• 简单用法：

  import onnxruntime as ort
  sess = ort.InferenceSession("model.onnx")
  outputs = sess.run(None, {"input": input_data})

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（4）Transformers（Hugging Face）

• 官网链接：🤗 Transformers

• 定位：NLP预训练模型库，覆盖文本生成、分类等任务。

• 核心功能：

• • 提供BERT、GPT等模型的微调接口。
  • 支持PyTorch、TensorFlow、JAX。

• 特点：

• • API设计简洁，模型库丰富。
  • 支持快速迁移学习和部署。

• 缺点：大模型显存占用高。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️（开箱即用）。

• 使用场景：NLP任务开发、快速原型验证。

• 应用阶段：模型微调与推理。

• 生态：Hugging Face Hub（数千预训练模型）。

• 简单用法：

  from transformers import pipeline
  classifier = pipeline("text-classification", model="distilbert-base-uncased")
  result = classifier("I love using Transformers!")

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（5）Accelerate（Hugging Face）

• 官网链接：Accelerate

• 定位：简化分布式训练的工具库。

• 核心功能：

• • 自动化多GPU/TPU配置。
  • 混合精度训练支持。

• 特点：

• • 无需修改代码即可扩展训练规模。
  • 与DeepSpeed兼容。

• 缺点：功能较基础，复杂场景需结合其他工具。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️（快速上手）。

• 使用场景：单机多卡/多节点训练。

• 应用阶段：模型训练。

• 生态：Hugging Face生态核心组件。

• 简单用法：

  accelerate config  # 配置分布式环境
  accelerate launch train.py  # 启动训练

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（6）DeepSpeed（Microsoft）

• 官网链接：DeepSpeed

• 定位：大规模模型训练与推理优化库。

• 核心功能：

• • ZeRO内存优化、梯度累积。
  • 支持万亿参数模型训练。

• 特点：

• • 显存优化显著，适合超大模型。
  • 提供推理加速工具（如DeepSpeed-Inference）。

• 缺点：配置复杂，学习曲线陡峭。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需分布式知识）。

• 使用场景：千亿级模型训练（如GPT-3）。

• 应用阶段：训练与推理优化。

• 生态：与PyTorch、Hugging Face集成。

• 简单用法：

  import deepspeed
  model_engine, optimizer, _, _ = deepspeed.initialize(
      model=model, optimizer=optimizer, config="ds_config.json"
  )

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（7）Megatron（NVIDIA）

• 官网链接：NVIDIA/Megatron-LM

• 定位：超大规模语言模型训练框架。

• 核心功能：

• • 模型并行、流水线并行。
  • Transformer架构极致优化。

• 特点：

• • 专为NVIDIA GPU集群设计。
  • 支持混合精度和梯度检查点。

• 缺点：仅支持NVIDIA硬件，封闭性强。

• 易用程度：⭐️⭐️（需定制开发）。

• 使用场景：千亿参数级模型训练。

• 应用阶段：大规模训练。

• 生态：NVIDIA专用工具链（CUDA、A100/H100）。

• 简单用法：

python -m torch.distributed.launch pretrain_gpt.py --tensor-model-parallel-size 4 --pipeline-model-parallel-size 2

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（8）PEFT（Parameter-Efficient Fine-Tuning）

• 官网链接：🤗 PEFT

• 定位：大模型高效微调工具库。

• 核心功能：

• • LoRA、Prefix Tuning等微调技术。
  • 减少可训练参数至1%-10%。

• 特点：

• • 资源需求低，适合单卡微调。
  • 与Transformers无缝集成。

• 缺点：部分技术可能影响模型性能。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️（API简洁）。

• 使用场景：大模型领域适配（如医疗、金融）。

• 应用阶段：模型微调。

• 生态：Hugging Face生态扩展。

• 简单用法：

  from peft import LoraConfig, get_peft_model
  peft_config = LoraConfig(r=8, lora_alpha=16)
  model = get_peft_model(model, peft_config)

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（9）torchrun（PyTorch）

• 官网链接：torchrun (Elastic Launch)

• 定位：PyTorch分布式训练启动工具。

• 核心功能：

• • 自动化多节点训练配置。
  • 支持弹性训练（节点动态扩缩容）。

• 特点：

• • 替代torch.distributed.launch，更简洁。

• 缺点：功能较基础，需配合其他工具。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需分布式知识）。

• 使用场景：多机多卡训练任务。

• 应用阶段：模型训练。

• 生态：PyTorch原生工具链。

• 简单用法：

  torchrun --nproc_per_node=4 --nnodes=2 train.py

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（10）Unsloth

• 官网链接：unsloth

• 定位：大模型高效微调框架。

• 核心功能：

• • 显存优化，训练速度提升2-5倍。
  • 支持LoRA等高效微调技术。

• 特点：

• • 兼容Hugging Face模型，无需修改架构。

• 缺点：社区较新，文档较少。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️（API友好）。

• 使用场景：资源受限环境下的微调。

• 应用阶段：模型微调。

• 生态：与Hugging Face兼容。

• 简单用法：

  from unsloth import FastLanguageModel
  model, tokenizer = FastLanguageModel.from_pretrained("unsloth/llama-2-7b")

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（11）vLLM

• 官网链接：vllm

• 定位：大模型高吞吐推理引擎。

• 核心功能：

• • PagedAttention技术优化KV缓存。
  • 连续批处理和量化支持。

• 特点：

• • 吞吐量比Hugging Face提升24倍。
  • 支持张量并行和流式输出。

• 缺点：仅支持Transformer架构模型。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需CUDA环境）。

• 使用场景：高并发在线服务（如ChatGPT类应用）。

• 应用阶段：模型推理。

• 生态：与Hugging Face模型兼容。

• 简单用法：

  from vllm import LLM
  llm = LLM(model="meta-llama/Llama-2-7b-hf")
  outputs = llm.generate(["Hello, my name is"])

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（12）Ollama

• 官网链接：Ollama

• 定位：本地大模型部署工具。

• 核心功能：

• • 本地运行LLaMA、Mistral等模型。
  • 提供CLI和API接口。

• 特点：

• • 轻量级，无需云服务。
  • 支持多平台（Mac/Linux/Windows）。

• 缺点：模型支持范围有限。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️（一键运行）。

• 使用场景：本地开发测试、隐私敏感场景。

• 应用阶段：模型部署与推理。

• 生态：活跃的开源社区。

• 简单用法：

  ollama run llama2  # 下载并运行模型

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（13）llama.cpp

• 官网链接：llama.cpp

• 定位：本地CPU/GPU推理引擎。

• 核心功能：

• • 模型量化（GGUF格式）。
  • 低资源推理。

• 特点：

• • 无需GPU，内存效率高。
  • 支持Metal（Apple Silicon）和CUDA。

• 缺点：仅限推理，不支持训练。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需编译和量化模型）。

• 使用场景：边缘设备部署、移动端推理。

• 应用阶段：模型推理。

• 生态：广泛支持第三方客户端（如LMStudio）。

• 简单用法：

  ./main -m models/llama-2-7b.Q4_K_M.gguf -p "Hello"

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（14）Ray Serve

• 官网链接：Ray Serve: Scalable and Programmable Serving

• 定位：可扩展模型服务化框架。

• 核心功能：

• • 多模型组合、自动扩缩容。
  • 支持A/B测试和复杂流水线。

• 特点：

• • 与Ray生态（数据处理、训练）无缝集成。

• 缺点：学习成本较高。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️（需熟悉Ray API）。

• 使用场景：云原生模型服务、实时推理流水线。

• 应用阶段：模型部署与服务化。

• 生态：Ray生态的一部分，支持多框架。

• 简单用法：

  from ray import serve
  @serve.deployment
  class MyModel:
      def __call__(self, request):
          return "Hello World!"
  serve.run(MyModel.bind())

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（15）Xinference

• 官网链接：Xinference

• 定位：企业级大模型推理平台。

• 核心功能：

• • 多后端支持（vLLM/GGML）。
  • 模型量化、分布式推理。

• 特点：

• • 开箱即用，支持WebGUI和REST API。
  • 集成多模态模型（图像、语音）。

• 缺点：社区较新，文档较少。

• 易用程度：⭐️⭐️⭐️⭐️（一键部署）。

• 使用场景：企业级模型服务、多模态应用。

• 应用阶段：模型部署与推理。

• 生态：与ModelScope社区集成。

• 简单用法：

  xinference-local --host 0.0.0.0 --port 9997  # 启动服务

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综合对比

框架	定位	核心功能	特点	缺点	易用性	使用场景	应用阶段	生态支持
PyTorch	训练框架	动态图、分布式训练	灵活调试，社区强大	部署依赖其他工具	⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️	研究/原型开发	训练/验证	庞大
NVIDIA Triton	推理服务器	多框架/硬件支持、动态批处理	高吞吐，生产级部署	配置复杂	⭐️⭐️⭐️	云/边缘推理服务	部署/推理	NVIDIA生态
ONNX Runtime	跨平台推理	ONNX模型加速、训练优化	轻量级，跨平台	硬件支持有限	⭐️⭐️⭐️	边缘设备/跨平台部署	推理/轻量化训练	微软主导
Transformers	NLP模型库	预训练模型微调与推理	任务覆盖广，API友好	大模型资源消耗高	⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️	NLP任务开发	微调/推理	Hugging Face生态
DeepSpeed	训练优化	ZeRO内存优化、万亿模型训练	显存效率极致	配置复杂	⭐️⭐️⭐️	大规模分布式训练	训练/推理优化	微软/PyTorch
Megatron	超大规模训练	模型并行、流水线并行	NVIDIA GPU集群优化	封闭性强	⭐️⭐️	千亿级模型训练	训练	NVIDIA专用
PEFT	高效微调	LoRA、Prefix Tuning	低资源适配大模型	可能影响模型性能	⭐️⭐️⭐️⭐️	大模型领域适配	微调	Hugging Face扩展