
Together AI publie OSCAR en open source : un système de quantification KV cache 2 bits adaptatif pour les LLM à long contexte
Together AI vient de publier en open source OSCAR (Offline Spectral Covariance-Aware Rotation), un système de quantification du cache KV à 2 bits conçu pour réduire drastiquement la mémoire GPU nécessaire à l'inférence de grands modèles de langage sur de longs contextes. Le problème visé est concret : lors de l'inférence en mode autorégressif, le cache KV croît avec la longueur du contexte, la taille des lots et la profondeur du modèle. À 100 000 tokens traités par dizaines de requêtes simultanées, ce cache peut accaparer la majorité de la mémoire GPU disponible. La quantification à INT2, qui ne représente les valeurs qu'avec 4 niveaux distincts, était jusqu'ici largement inutilisable : soit elle dégradait trop la précision, soit elle était incompatible avec les architectures de cache paginé utilisées en production. OSCAR surmonte ces deux obstacles grâce à une rotation des activations fondée non pas sur leur distribution brute, mais sur les statistiques d'attention elles-mêmes.
L'innovation centrale d'OSCAR réside dans le choix de la base de rotation. Pour les clés (keys), ce qui compte n'est pas l'erreur de reconstruction euclidienne, mais l'erreur sur les logits d'attention, pondérée par la covariance des requêtes. Pour les valeurs (values), c'est la covariance pondérée par les scores d'attention qui détermine quelles directions d'erreur se propagent réellement dans la sortie du modèle. OSCAR estime ces covariances sur un jeu de calibration, les décompose en vecteurs propres, et les utilise comme base de rotation optimale. La rotation finale se compose de trois éléments : l'alignement sur les directions importantes pour l'attention, une transformation de Hadamard qui uniformise les canaux, et un réordonnancement par inversion de bits qui garantit que chaque groupe de quantification reçoit un représentant de chaque niveau hiérarchique. Le système s'intègre dans la pile de serving production de SGLang comme mode INT2 natif du cache KV.
Ce travail s'inscrit dans une course intense à l'efficacité mémoire pour les LLM en production. La quantification du cache KV est un levier direct sur la taille des lots traitables et donc sur le coût par requête. Les approches INT4 existantes, comme QuIP# ou QuaRot, fonctionnaient déjà correctement, mais INT2 représentait une frontière difficile à franchir sans perte de qualité rédhibitoire. En publiant OSCAR en open source avec une intégration SGLang, Together AI met cet outil à disposition de l'ensemble de la communauté de déploiement de modèles. L'enjeu est considérable : multiplier par deux la compression du cache KV peut doubler la capacité de traitement parallèle d'un serveur sans changer le matériel. Les prochaines étapes naturelles concernent la validation sur des modèles de très grande taille et l'extension à d'autres architectures d'attention.
Les laboratoires et startups IA européens déployant des LLM peuvent adopter cette technique open source pour réduire leurs coûts d'inférence GPU et doubler leur capacité de traitement parallèle sans changer de matériel.
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