论文

LSA在学习潜空间分层聚类键以降低超长上下文注意力成本

Latent Sparse Attention: Towards Subquadratic Ultra-Long Context Attention

模型架构模型推理模型优化TransformerKV Cache蒸馏

摘要

Agentic 工作流越来越多地转向开放式科学研究等长时序任务,模型可从长上下文窗口中受益。然而,在超长上下文(超过 100 万 token)下,全注意力的计算代价难以承受。一个有前景的方向是稀疏注意力,由专用索引器选出参与注意力计算的键子集。但现有索引方法要么仍随上下文长度产生二次计算成本,要么在超长上下文下损失准确率。我们提出潜空间稀疏注意力(LSA),在超长上下文下兼顾效率与准确性。LSA 在可学习潜空间中对键分层聚类,让查询对聚类层次结构评分,而不逐一给每个键评分,从而加速长上下文的预填充、解码和训练。我们提出两种变体:蒸馏式 LSA(D-LSA)可通过蒸馏应用于预训练模型;原生 LSA(N-LSA)仅使用下一 token 损失进行原生训练。在 1,000 万 token 时,D-LSA 在 GLM-5.3-FLASH(QWEN-3.8-27B)上,相对原始稀疏注意力(全注意力),单个注意力层的预填充分别加速 22.7 倍(72.4 倍),解码分别加速 4.6 倍(42.5 倍),且在多种任务上保持相近准确率。N-LSA 在 128K token 时达到与全注意力相当的准确率,同时单层训练加速 1.6 倍。LSA 为模型利用超长上下文提供了实用且高效的注意力机制。

2610.42147v1:论文原图
图1:D-LSA与N-LSA概览。上方:单个注意力层。将键池化、聚类为桶;查询为各桶质心评分,只关注选中的远程键,加上sink与窗口中的键。下方:D-LSA与N-LSA的准确率和性能,P为prefill、D为decode、T为训练。图示D-LSA采用平面搜索,其次二次复杂度变体D-LSA(Tree)呈现类似趋势(图5)。