Roofline 大模型推理:用算力与带宽建立性能预算
一篇同步自个人博客的文章作为八篇「推理 INFRA 方法论」系列的第一篇,将 Roofline 模型用于 GPU 推理。文中以 T ≥ max(W/F, Q/BW) 估算时延,以 P ≤ min(F, I×BW) 表示有效性能上限,并通过算术强度、硬件转折点和实际 HBM 流量判断 GEMM 与 Attention 的瓶颈。H20 案例和作者自测数据区分了量化、合批与算子融合各自可能适用的场景。系列安排涵盖通信、分布式推理、硬件、Attention、MoE、PD/EPD 与核心优化。基准结果均为自行发布,未获独立核验。
该框架将「感觉推理慢」转化为时延预算和优化策略的诊断流程,其计算与案例具有实践参考价值;不过,相关基准结果仅来自单一自发布来源。
从算术强度、硬件转折点和实际 HBM 流量出发,判断 GEMM 与 Attention 的瓶颈,并区分量化、合批和融合的适用条件。
本文为「推理 INFRA 方法论」系列第 1/8 篇。发布日期按 2026 年 1–11 月编排;内容统一整理于 2026-11-01,包含年内后续更新的模型与实验资料。
任何一段 GPU 上的计算,时间都花在两件事上:算(执行浮点运算)和搬(把数据在存储单元和计算单元之间搬运,通信也算在搬运内)。硬件对这两件事各有一个上限:算力 F(FLOP/s)和带宽 BW(Byte/s)。理想流水下两者重叠
T ≥ max( W/F , Q/BW )
↑算的时间 ↑搬的时间
通常来说在优化模型之前,需要解答几个问题:
① 性能的物理上限是多少? P ≤ min(F, I×BW),P为有效算力,F为算力上限,I×BW为带宽侧上限(算子的算术强度×带宽),时延下限 T ≥ max(W/F, Q/BW)。实测贴到这条线就该收手;离得远才有优化空间。它还能在没写一行代码时做时延预算——比如”这个模型在 H20 这张卡上,每生成一个词最快多少毫秒”是可以纸面算出来的,这直接服务于服务质量目标(SLO,Service Level Objective,即对时延的承诺指标)的制定。