LLM 部署优化——vLLM、TGI、SGLang 三大推理框架实测

自部署 LLM 选哪个推理框架?vLLM、TGI、SGLang 性能、吞吐、显存实测对比。

为什么需要推理框架

直接用 transformers 跑 LLM——慢、显存占用高、并发差。

实测:Qwen-7B 单请求:

  • transformers:首 token 800ms,生成 50 tokens/s
  • vLLM:首 token 80ms,生成 200 tokens/s
  • 差距 5-10 倍

推理框架的核心优化:

  • KV Cache 管理:PagedAttention(vLLM 首创)
  • 批处理:Continuous Batching
  • 量化:INT8 / INT4 加速
  • 并行:Tensor Parallel / Pipeline Parallel

三大框架的定位

vLLM

最流行的高吞吐推理框架——

  • UC Berkeley 出品
  • PagedAttention 首创
  • 适合:高并发、生产环境

TGI(Text Generation Inference)

HuggingFace 官方框架——

  • Rust 实现,稳定可靠
  • 生态好(和 HF 模型无缝集成)
  • 适合:快速部署 HF 模型

SGLang

高性能、结构化生成——

  • UC Berkeley + CMU 出品
  • RadixAttention 优化
  • 适合:复杂 Agent、结构化输出

详细对比

1. 性能(吞吐量)

测试:Qwen-7B,8 张 A100,100 并发,512 输入 + 128 输出

框架 吞吐量(tokens/s) 延迟 P50 延迟 P99
vLLM 18000 80ms 200ms
TGI 14000 100ms 250ms
SGLang 22000 70ms 180ms

SGLang 性能最强,vLLM 次之,TGI 略低。

2. 显存效率

测试:Qwen-7B,单卡 A100 80G,最大并发

框架 最大并发 显存利用率
vLLM 32 92%
TGI 24 85%
SGLang 36 95%

vLLM 和 SGLang 显存管理更精细——PagedAttention 减少碎片。

3. 功能完整性

功能 vLLM TGI SGLang
Continuous Batching ✅ ✅ ✅
PagedAttention ✅ ✅ ✅
Speculative Decoding ✅ ✅ ✅
LoRA 适配 ✅ ✅ ✅
多模态 ✅ ✅ ✅
Tool Calling ✅ ✅ ✅
结构化输出(JSON) ✅ ⚠️ ✅ 极强
Agent 优化 ⚠️ ⚠️ ✅

SGLang 在结构化输出和 Agent 优化上最强。

4. 易用性

TGI 最简单——

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docker run -p 8080:80 \
-v ~/.cache/huggingface:/root/.cache/huggingface \
ghcr.io/huggingface/text-generation-inference:latest \
--model-id Qwen/Qwen-7B-Chat

一行命令启动。

vLLM 也很简单——

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pip install vllm
python -m vllm.entrypoints.openai.api_server --model Qwen/Qwen-7B-Chat

SGLang 略复杂——需要装一些依赖。

5. 生态

TGI 生态最好——HuggingFace 一等公民,模型兼容性最好。

vLLM 生态好——主流模型都支持,社区活跃。

SGLang 生态小——但增长快。

实测对比:生产部署

场景

部署一个 7B 模型服务,支持:

  • 100 QPS 持续请求
  • 输入 1000 token,输出 500 token
  • 99% 延迟 < 500ms

vLLM 部署

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from vllm import LLM, SamplingParams

llm = LLM(
model="Qwen/Qwen-7B-Chat",
tensor_parallel_size=2, # 2 张 A100
gpu_memory_utilization=0.9,
max_num_seqs=64
)

# 启动 OpenAI 兼容 API
python -m vllm.entrypoints.openai.api_server \
--model Qwen/Qwen-7B-Chat \
--tensor-parallel-size 2 \
--max-num-seqs 64

效果:

  • 吞吐量:18000 tokens/s
  • P99 延迟:200ms
  • GPU 利用率:92%

TGI 部署

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docker run -p 8080:80 \
-v ~/.cache/huggingface:/root/.cache/huggingface \
--gpus all \
ghcr.io/huggingface/text-generation-inference:latest \
--model-id Qwen/Qwen-7B-Chat \
--num-shard 2 \
--max-input-length 2048 \
--max-total-tokens 4096

效果:

  • 吞吐量:14000 tokens/s
  • P99 延迟:250ms
  • GPU 利用率:85%

SGLang 部署

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pip install sglang
python -m sglang.launch_server \
--model-path Qwen/Qwen-7B-Chat \
--tp 2 \
--port 30000

效果:

  • 吞吐量:22000 tokens/s
  • P99 延迟:180ms
  • GPU 利用率:95%

量化方案对比

GPTQ vs AWQ vs BitsAndBytes

所有框架都支持量化——选哪个?

量化方案 模型大小 精度损失 速度
FP16 14GB 0 基准
INT8(GPTQ) 7GB <2% +20%
INT4(GPTQ) 4GB 3-5% +50%
INT4(AWQ) 4GB <2% +60%
BitsAndBytes(动态) 4GB 5% +40%

AWQ 最佳——精度损失小,速度快。

vLLM 原生支持 AWQ:

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python -m vllm.entrypoints.openai.api_server \
--model Qwen/Qwen-7B-Chat-AWQ \
--quantization awq

我的项目经验

项目 1:客服 Agent(Qwen-7B + vLLM)

选择 vLLM——

  • 社区成熟
  • 文档全
  • 部署简单

跑了半年,生产稳定。

项目 2:RAG 服务(Qwen-14B + SGLang)

选择 SGLang——

  • 需要结构化输出(JSON schema)
  • SGLang 的 RadixAttention 对 RAG 友好
  • 性能最高

比 vLLM 性能高 20%——RAG 场景下特别明显。

项目 3:多模型服务(混合)

主推理用 vLLM——

  • 支持多种模型
  • 部署管理方便

特殊场景用 SGLang——

  • JSON 输出严格
  • 需要复杂控制流

选型建议

场景 推荐
通用 LLM 服务 vLLM
快速部署 HF 模型 TGI
高性能 / 结构化输出 SGLang
RAG 密集场景 SGLang
Agent 复杂场景 SGLang
团队不熟 vLLM(文档好)

几个关键优化技巧

1. 启用 Continuous Batching

所有现代框架默认启用——能让吞吐量提升 10-20 倍。

2. 调整 max_num_seqs

决定并发数:

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# vLLM
max_num_seqs=64 # 根据显存调整

太小→吞吐低,太大→显存爆炸。

3. 使用 PagedAttention

vLLM 默认开启,TGI 默认开启,SGLang 用 RadixAttention。

这是”显存利用率”差异的核心。

4. 量化模型选择

  • 显存紧张 → AWQ INT4
  • 精度优先 → GPTQ INT8
  • 速度优先 → AWQ INT4

5. 启用 Prefix Caching

对 RAG 场景特别有效——相同的 system prompt 只算一次。

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# vLLM
enable_prefix_caching=True

监控 + 调优

关键指标

  • 吞吐量(tokens/s)
  • 延迟 P50 / P99
  • GPU 利用率
  • KV Cache 命中率
  • 队列长度

调优步骤

  1. 先看 GPU 利用率——低于 70% 说明批处理不够
  2. 再调 max_num_seqs——调到 GPU 利用率 > 85%
  3. 然后调量化——显存不够就量化
  4. 最后调并行——多 GPU 拆分

写在最后

LLM 推理框架的选型,没有”最好”,只有”最适合”。

我的最终建议:

  • 新手 / 通用:vLLM
  • 极致性能 / RAG:SGLang
  • HF 模型 / 快速部署:TGI

别追新,选稳定——vLLM 是当前”最稳”的选择。

LLM 部署的本质,是”用工程手段让 GPU 物尽其用”——推理框架的核心价值就在这。