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推論為主的 AI 架構,該怎麼設計?

Posted on 2026-01-082026-01-08 by Rico

很多團隊在導入 AI 時,會不自覺犯下一個錯誤:

「我們要跑 AI,就照訓練架構來設計吧。」

結果常見狀況是:

  • GPU 規格買太高,卻用不滿
  • VRAM 不夠,context 一拉就爆
  • 速度不穩,延遲忽快忽慢
  • 成本高,但使用體驗不佳

問題不在技術,而在 方向搞錯。

👉 推論為主的 AI,從一開始就該用「完全不同的架構思維」來設計。

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inference pipeline diagram

先給結論(一句話版)

推論為主的 AI 架構,核心不是「算力最大化」,
而是「穩定、低延遲、記憶體友善、好維運」。


一個關鍵前提:你不是在「養模型」

在推論為主的場景中:

  • 模型已經訓練完成
  • 不需要反向傳播
  • 不追求極致 FLOPS

👉 你在做的事情其實是:

「把模型,變成一個穩定可用的服務。」


推論架構設計的 5 大核心原則


原則一:記憶體優先於算力

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menoey flow

在推論場景中,第一個問題永遠是:

模型能不能完整放進記憶體?

設計重點

  • VRAM / Unified Memory 是否足夠
  • 模型大小(含 KV Cache、context)
  • 預留 buffer 與 framework 空間

📌 算力不夠是「慢」,記憶體不夠是「不能用」。


原則二:延遲穩定性 > 峰值速度

推論不是 benchmark 比賽。

真實世界在意的是:

  • 每次回應是否穩定
  • P95 / P99 latency
  • 使用者感知時間

📌 一個:

  • 平均 50ms
  • 但偶爾 500ms

的系統,體驗會比:

  • 穩定 120ms

的系統差很多。


原則三:Context 與 KV Cache 要「被管理」

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680a244002ab2f063f3a9108 llm context window evolution

推論架構常被忽略的一件事是:

Context 不是免費的。

架構上要考慮:

  • 最大 context length
  • 是否截斷歷史
  • 是否摘要(summarization)
  • 是否分段(chunking)

👉 不管理 context,VRAM 一定被吃爆。


原則四:單一請求不等於可無限併發

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01 diagram llm basics aspect ratio

推論常見誤解:

「模型能跑一次,就能同時跑很多人。」

實際上:

  • 每個 request 都會吃 KV Cache
  • VRAM 會線性疊加
  • 併發 ≠ 免費

設計方式

  • 設定最大併發數
  • 使用 request queue
  • 動態 batching(若適合)

原則五:推論是「長期服務」,不是一次性任務

推論系統通常是:

  • 24/7 運作
  • 長時間穩定
  • 要能觀測、回收、重啟

架構必備元素

  • Health check
  • Memory usage 監控
  • OOM 保護
  • Graceful restart

👉 穩定性與可維運性,比極致效能重要。


一個典型的「推論為主」AI 架構

k8s
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常見組成如下:

  1. API Gateway
    • 驗證
    • 流量控制
    • Request 限流
  2. Inference Service
    • 常駐模型
    • 控制 context
    • 管理 KV cache
  3. Memory / VRAM Pool
    • 模型常駐
    • 避免反覆載入
  4. Optional:RAG Layer
    • 向量資料庫
    • Context 組裝
  5. Monitoring
    • Latency
    • VRAM usage
    • Error rate

推論為主 vs 訓練為主:設計差異總表

面向推論為主訓練為主
核心目標穩定服務模型學習
關鍵資源記憶體算力
GPU 使用中等極高
延遲極重要不重要
系統型態長期服務批次任務
成本模型持續營運一次性

常見錯誤設計(請避開)

❌ 用訓練級 GPU 當推論主力
❌ Context 無限制成長
❌ 沒有併發控制
❌ 沒有 VRAM 監控
❌ 每個 request 都重新載入模型


一句話請直接記住

推論為主的 AI 架構,
本質上是一個「記憶體受限、延遲敏感的服務系統」。


最後結論

如果你的 AI 專案 80% 時間都在推論,
那你的架構就應該 80% 為推論而設計。

這代表:

  • 不必追求最強 GPU
  • 要追求最穩定的體驗
  • 要能長期跑、不爆、不累

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