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[Feature]: [ops] 新增mindspore.ops.lightning_indexer接口

mindspore/mindspore#IDFJVU·9071·Python·264 天未动·2 条评论·上游最近活跃 ·池内状态:可认领
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上游 issue 正文

### 🚀 背景描述 #### Background [DeepSeek-V3.2](https://github.com/deepseek-ai/DeepSeek-V3.2-Exp) 引入了 DeepSeek Sparse Attention(DSA)机制,专为长上下文任务设计。DSA 通过动态稀疏注意力机制,使模型能够选择性地关注最相关的 token,而非处理整个输入序列,从而显著降低推理成本(超过 50%)并大幅加速长上下文处理。 `lightning_indexer` 是 DSA 算法的核心索引计算组件。对于每个新的 query token,lightning_indexer 负责计算要关注的 Top-$k$(默认 2048)个最相关 token 的索引位置。具体而言,给定 query 张量(形状为 `(h, d)`,其中 `h` 为 query head 数,`d` 为 head 维度)和上下文 key 张量(形状为 `(n, d)`,其中 `n` 为上下文长度),lightning_indexer 计算 query 与上下文之间的相关性分数(logits),并通过 head weights 加权后选取 Top-$k$ 个 token 索引。 计算公式: $$ Indices=\text{Top-}k\left\{[1]_{1\times g}@\left[(W@[1]_{1\times S_{k}})\odot\text{ReLU}\left(Q_{index}@K_{index}^T\right)\right]\right\} $$ 其中 $Q_{index}\in\R^{g\times d}$ 为 Index Query,$K_{index}\in\R^{S_{k}\times d}$ 为上下文 Index Key,$W\in\R^{g\times 1}$ 为 head weights,$g$ 为 GQA 对应的 group size,$d$ 为每个头的维度,$S_{k}$ 为上下文长度。 本 RFC 聚焦 `mindspore.ops.lightning_indexer`,用于在推理与训练场景下完成稀疏索引计算,功能对标 `torch_npu.npu_lightning_indexer`。 #### Benchmark(参考实现) - PTA 对标接口:`torch_npu.npu_lightning_indexer` - 备注:本 RFC 覆盖 NSA 的稀疏索引计算环节(对应 PTA 的 npu_lightning_indexer)。 ### 🚀 功能与接口说明 #### 功能概述 给定输入 `query`、`key`、`weights`,以及可选的序列长度和分块信息,计算每个 token 对应的 Top-$k$ 个位置索引: - 支持 BSND、TND 布局; - 支持 PageAttention(PA_BSND)布局的 key; - 支持非连续 Tensor; - 返回稀疏索引(`sparse_indices`)和对应的值(`sparse_values`)。 #### 对外 functional 接口 ``` mindspore.ops.lightning_indexer( query: Tensor, # BSND: [B, S1, N1, D], TND: [T1, N1, D], dtype: float16/bfloat16 key: Tensor, # BSND: [B, S2, N2, D], TND: [T2, N2, D], PA_BSND: [block_count, block_size, N2, D] weights: Tensor, # BSND: [B, S1, N1], TND: [T, N1], dtype: same as query *, actual_seq_lengths_query: Tensor | None = None, # [B], dtype: int32 actual_seq_lengths_key: Tensor | None = None, # [B], dtype: int32 block_table: Tensor | None = None, # PA场景: [B, max_blocks], dtype: int32 layout_query: str = "BSND", # 支持 "BSND", "TND" layo…
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