概念定义

批处理是将多个LLM请求打包异步处理的技术,通过牺牲实时性换取更高的吞吐量和更低的成本。

详细解释

批处理彻底改变了大规模LLM应用的经济模型。与实时API调用相比,批处理通过集中调度和优化资源利用,实现了50%的成本降低和数倍的吞吐量提升。 2025年批处理的关键特性:
  • 异步执行:24小时内完成,不保证即时响应
  • 成本优惠:所有主流提供商均提供50%折扣
  • 规模化:单批次支持数万请求,千万级token
  • 可追踪:每个请求独立ID,便于结果匹配
适用场景对比:
  • 批处理适合:文档分析、数据标注、内容生成、定期报告
  • 实时处理适合:聊天机器人、实时翻译、紧急决策、用户交互

工作原理

请求格式(JSONL)

{"custom_id": "req-001", "method": "POST", "url": "/v1/chat/completions", "body": {"model": "gpt-4-turbo", "messages": [{"role": "user", "content": "分析这份财报..."}]}}
{"custom_id": "req-002", "method": "POST", "url": "/v1/chat/completions", "body": {"model": "gpt-4-turbo", "messages": [{"role": "user", "content": "总结这篇文章..."}]}}
{"custom_id": "req-003", "method": "POST", "url": "/v1/chat/completions", "body": {"model": "gpt-4-turbo", "messages": [{"role": "user", "content": "提取关键信息..."}]}}

提交与追踪

import asyncio
from openai import OpenAI

client = OpenAI()

# 1. 上传批处理文件
batch_file = client.files.create(
    file=open("batch_requests.jsonl", "rb"),
    purpose="batch"
)

# 2. 创建批处理任务
batch_job = client.batches.create(
    input_file_id=batch_file.id,
    endpoint="/v1/chat/completions",
    completion_window="24h"
)

# 3. 监控进度
while batch_job.status not in ["completed", "failed"]:
    batch_job = client.batches.retrieve(batch_job.id)
    print(f"进度: {batch_job.request_counts.completed}/{batch_job.request_counts.total}")
    await asyncio.sleep(60)

# 4. 获取结果
if batch_job.status == "completed":
    results = client.files.content(batch_job.output_file_id)

队列管理系统

QLM架构(2025标准)

class QueueManager:
    def __init__(self):
        self.queues = {
            "high_priority": PriorityQueue(),
            "standard": Queue(),
            "batch": BatchQueue()
        }
        
    def route_request(self, request):
        if request.deadline < 1_minute:
            return self.queues["high_priority"]
        elif request.deadline < 1_hour:
            return self.queues["standard"]
        else:
            return self.queues["batch"]
    
    def optimize_batch(self, requests):
        # 智能分组优化
        return group_by_similarity(requests)
性能指标:
  • 吞吐量:200 → 1,500 tokens/秒(7.5倍提升)
  • 延迟:2.5秒 → 0.8秒(68%降低)
  • GPU利用率:60% → 95%(58%提升)

批量大小优化

最佳实践矩阵

任务类型最优批量GPU利用率延迟影响
简单分类5,000-10,00095%最小
文本生成1,000-3,00090%中等
复杂推理100-50085%较大
多模态处理50-20080%显著

动态调整策略

def adaptive_batch_size(queue_depth, gpu_memory, avg_token_length):
    base_size = 1000
    
    # 根据队列深度调整
    if queue_depth > 10000:
        base_size *= 2
    elif queue_depth < 1000:
        base_size //= 2
    
    # 根据GPU内存调整
    memory_factor = min(gpu_memory / 40_000, 2.0)  # 40GB基准
    
    # 根据平均长度调整
    length_factor = 1000 / avg_token_length
    
    return int(base_size * memory_factor * length_factor)

成本优化策略

1. 智能调度

class CostOptimizer:
    def schedule_jobs(self, jobs):
        # 按紧急程度分类
        urgent = [j for j in jobs if j.deadline < 1_hour]
        normal = [j for j in jobs if 1_hour <= j.deadline < 6_hours]
        batch = [j for j in jobs if j.deadline >= 6_hours]
        
        # 批量任务享受50%折扣
        batch_cost = sum(j.estimated_cost for j in batch) * 0.5
        normal_cost = sum(j.estimated_cost for j in normal) * 0.8
        urgent_cost = sum(j.estimated_cost for j in urgent)
        
        return urgent + normal + batch, batch_cost + normal_cost + urgent_cost

2. 模型选择

  • 轻量任务用小模型:GPT-4o-mini批处理
  • 复杂任务用大模型:Claude 3.5 Sonnet批处理
  • 混合策略:路由不同任务到最优模型

3. 压缩技术

  • Token压缩:减少20-30%输入长度
  • 响应截断:限制最大生成长度
  • 重复内容缓存:相似请求复用结果

监控与可观测性

关键指标

metrics = {
    "throughput": "tokens/second",
    "latency_p50": "seconds",
    "latency_p99": "seconds", 
    "gpu_utilization": "percentage",
    "queue_depth": "count",
    "error_rate": "percentage",
    "cost_per_token": "dollars"
}

2025监控工具

  • LangSmith:端到端追踪和调试
  • OpenLLMetry:标准化可观测性
  • Coralogix AI:智能告警和根因分析
  • 自定义仪表板:Grafana + Prometheus

实际应用案例

1. 文档处理系统

# 法律文档批量分析
tasks = [
    {"doc_id": doc.id, "task": "extract_entities"},
    {"doc_id": doc.id, "task": "summarize"},
    {"doc_id": doc.id, "task": "classify_risk"}
]
# 处理速度:1,200 → 5,000 文件/小时

2. 内容生成平台

# 批量生成产品描述
products = load_product_catalog()
batch_generate_descriptions(products, 
    batch_size=1000,
    model="gpt-4-turbo",
    temperature=0.7
)
# 成本降低:73%

3. 数据标注服务

# 大规模数据集标注
dataset = load_unlabeled_data()
batch_annotate(dataset,
    batch_size=5000,
    annotation_schema=schema,
    quality_threshold=0.95
)
# GPU利用率:60% → 95%

最佳实践

  1. 请求打包
    • 相似任务分组处理
    • 统一prompt模板减少变化
    • 合理设置批次大小
  2. 错误处理
    • 实现请求级重试
    • 失败隔离,不影响整批
    • 详细错误日志记录
  3. 结果处理
    • 异步结果处理管道
    • 增量式结果更新
    • 自动结果验证

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