NVIDIA港大MIT联合推出Fast-dLLM v2：端到端吞吐量提升2.5倍

自回归（AR）大语言模型逐 token 顺序解码的范式限制了推理效率；扩散 LLM（dLLM）以并行生成见长，但过去难以稳定跑赢自回归（AR）模型，尤其是在 KV Cache 复用、和 可变长度 支持上仍存挑战。

Fast-dLLM v2 给出了一条务实路线：将预训练 AR 模型适配为适配为能并行解码的 Block-dLLM—— 且只需～1B tokens 量级的微调即可达到 “无损” 迁移，不必训练数百 B tokens（如 Dream 需～580B tokens）。在 A100/H100 上，它在保持精度的同时，将端到端吞吐显著拉高，最高可达 2.5×。

• 作者单位：HKU、NVIDIA、MIT。
• 论文链接：https://arxiv.org/pdf/2509.26328
• 项目网站链接：https://nvlabs.github.io/Fast-dLLM/v2/
• 代码链接：https://github.com/NVlabs/Fast-dLLM

核心看点

• 少量数据适配（~1B tokens）：已有的 AR 模型（如 Qwen2.5-Instruct 1.5B/7B）用约 1B tokens 的微调就能适配成 Block Diffusion LLM，不必训练数百 B tokens（如 Dream 需～580B tokens）。
• 架构上 “AR 友好”： 设计上 块内双向、块间因果；配合互补掩码与 token-shift，让模型既保留 AR 的语义组织与可变长度能力，又获得块内并行带来的效率增益。迁移过程更自然、数据效率高。
• 层级缓存 + 并行解码：块级 KV Cache + 子块 DualCache，配合置信度阈值的并行解码，端到端最高 2.5× 提速。
• 大模型验证：在 7B 规模上保持与 AR 相当的生成质量下，吞吐对比 Qwen2.5-7B-Instruct 提升 2.54×。

原理与做法：从 AR 到 Block Diffusion

1）块式扩散与 AR - 友好注意力

Fast-dLLM v2 按固定块大小把序列切成若干块：块内双向注意力以并行去噪，块间保持左到右的因果关系，从而既能并行、又能沿用 AR 的语义组织、可变长度和 KV Cache；配合互补掩码（complementary masking）与 token-shift，保证每个 token 都在 “可见 / 被遮” 两种视角下学习，稳定恢复 AR 语义表征。

2）层级缓存（Hierarchical Cache）

• 块级缓存：已解码块的 KV 直接复用，天然支持 KV Cache。
• 子块缓存（DualCache）：在部分解码的当前块内部，同时缓存前缀与后缀的 KV 激活，减少迭代去噪揭示 / 复原时的重复计算，贴合并行细化流程。

3）置信度感知的并行解码

延续 v1 的思路：当某位置的预测置信度超过阈值（如 0.9），即可并行确定多个 token，其余不确定位置保留待后续细化。在 GSM8K 上，阈值 0.9 时吞吐从 39.1→101.7 tokens/s，提速约 2.6×，精度影响可忽略。

性能结果

• 端到端加速：综合实验显示，对标准 AR 解码最高 2.5× 提速，同时维持生成质量。
• 7B 规模吞吐与精度：在 A100 上，Fast-dLLM v2（7B）吞吐为 Qwen2.5-7B-Instruct 的 2.54×；同时对比 Fast-dLLM-LLaDA 还有 +5.2% 的准确率提升（GSM8K）。
• Batch / 硬件可扩展性：在 A100/H100 上随 batch 增大，扩散解码的并行优势更明显；A100 上可达～1.5× 吞吐加速，H100 上最高可达～1.8× 加速。

• Benchmark 综合得分：

• 1.5B：平均分 45.0，超过 Qwen2.5-1.5B 与 Qwen2.5-1.5B-Nemo-FT（使用相同的 LLaMA-Nemotron 后训练数据集上对 Qwen 做的标准 NTP 微调 baseline）；在同量级（≈1B 规模）的扩散类与 NTP 训练的 AR 类模型里，属于新的 SOTA。
• 7B：平均分 60.3，超过 Qwen2.5-7B-Nemo-FT（59.6） 和 Dream（57.6）；多数单项基准上持平或更好。评测覆盖 HumanEval/MBPP、GSM8K/MATH、MMLU/GPQA、IFEval 等多项基准。

训练成本

数据 / 算力成本：以～1B tokens 量级微调把 AR 模型适配为 Block Diffusion LLM（对比 Dream 的～500B tokens），门槛显著降低；论文给出了 Qwen2.5-Instruct 1.5B/7B 在 64×A100 上的具体训练步数与配置，只需要几个小时即可完成训练，可复现性强。

总结

Fast-dLLM v2 提供了一条务实路线：用很少的数据（~1B tokens）把 AR 模型适配为 Block Diffusion LLM，相较等规模 AR 的端到端吞吐量约提升 2.5×，精度保持可比，并且关键开关（块大小、阈值、缓存）都能工程化地按目标调优，这是一个成本与收益比较均衡的解法。

文章来自于“机器之心”，作者“机器之心”。