騰訊游戲知幾語音合成大模型推理加速方案背景介紹語音合成模型結構分析語音合成模型推理思路未來展望01背景介紹背景-產品展示01、王者榮耀小妲己“游戲知識問答”02、和平第五人的『AI語音助手』03、天涯明月刀『絕智阿暖』智能NPC范閑老頭云悠悠英語男英語女原音CFer你好呀！喜歡姐姐的AK四七嗎？不喜歡的話還有M四A一和AN九四哦.姐姐的ASMR你受得了嗎？I

loveyoumysweetheart~你在開什么玩笑？我才不會上當呢。背景-產品展示TTS：更自然、韻律豐富、更實時采用LM方案

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自研知音語音大模型10s音頻完成聲音復刻通過加速優(yōu)化，實時率～0085.Audio

Decoder

Language

Model Text

Encoder AudioEncoder喜歡我在你耳邊說話的感覺嗎?02模型結構選型與分析輸入文本聲學模型FastSpeech/Tacotron聲碼器hifigan/wavernn傳統(tǒng)方案基于語言模型的新方案語音合成大模型結構輸入文本LMModel1243…

9SemanticToken

|AcousticToken

?st1243…

9LMModel/NAR

Model12

43 …

9…71

21 6816

52…3…AcousticToken12

43 …

9…71

21 6816

52…3…Codec

Decoder語音合成大模型結構面臨的挑戰(zhàn)：高并發(fā)場景實時率問題03模型推理加速方案推理加速方案-借鑒與選擇是否能將NLP領域的LLM

推理加速方法應用到語音合成大模型上？kv

cacheflash

decodeprefixkv

cacheflash

attention投機采樣Int4/int8

量化page

attention…….LLM

中的kv

cache：推理加速方案-kv

cacheStep2，withoutkvcache:Step

1:Step2，withkv

cache:推理加速方案-kv

cache當attention

mask使得attention的計算滿足以下條件時，就能使用kv

cacheattentionoutput的第n行只與第n個q相關第1～n個token的attention的計算包含第1～n-1個token的attention計算每次attention的計算都用前面k和v語音ar模型中

attentionmask與attention計算滿足kvcache的使用生成第n個tokenattention_maskattention_maskMask(Q*K)Mask(Q*K)推理加速方案-kv

cache對于prefill階段來說是典型的計算受限場景，計算的瓶頸占據主導。而到了decode

階段，就是典型的訪存受限場景，訪存的瓶頸占據主導推理加速方案-GQA相比

kv

cache

int8/fp8

等量化方式，

選擇GQA壓縮率更可控，可以在保證效果的同時，選擇更少的headnum將headnum從16減少到4，推理耗時降低20%推理加速方案-GQA有了kv

cache后，語音合成模型中AR模型也分為prefill階段和decode階段，合成10秒的音頻需要AR模型生成500個token同樣的音頻時長，如何減少token生成的數(shù)量？推理加速方案-BPE在NLP中，采用類似BPE子詞算法進行分詞防止OOV問題BPE首先將詞分成單個字符，然后依次用另一個字符替換頻率最高的一對字符，直到循環(huán)次數(shù)結束推理加速方案-BPE10s音頻需生成token數(shù)從500個token下降到約170個token在語音合成大模型中，將BPE算法應用在推理加速上，一次AR模型decode出一個BPE的code，對應多個audiotoken為了能直接使用NLP

BPE，將audio

token先映射到唯一的unicode上，每一個字符對應一個audiocode。推理加速方案-BPE方案二：在語音合成大模型中batch的兩種方法方案一：推理加速方案-批處理推理使用方案二：優(yōu)點：在類似emb的算子需要分別對text和audio

特征做處理時更簡單缺點：推理的decode階段attention計算需要每次傳入paddingattention

mask，在推理框架中比較復雜優(yōu)點：attention推理計算，不需要自定義

paddingattention

mask，可無縫使用LLM推理框架缺點：在類似emb的算子需要分別對text和audio

特征做處理時更復雜推理加速方案-批處理在語音合成大模型中batch的兩種方法訓練使用方案一：樸素批處理：連續(xù)性批處理：推理加速方案-連續(xù)性批處理結合騰訊Trpc微服務框架，在語音合成大模型中實踐continuousbatching推理推理加速方案-連續(xù)性批處理語音合成大模