Random Attention: Rethinking KV Cache Eviction for Efficient Reasoning(arXiv:2609.03430)

发布时间:2026/10/28 18:58:11
Random Attention: Rethinking KV Cache Eviction for Efficient Reasoning(arXiv:2609.03430)

# Random Attention: Rethinking KV Cache Eviction for Efficient Reasoning(arXiv:2609.03430)
## 一、文章主要内容总结
### 研究背景
大模型在长链式推理任务中性能优异,但思维链会生成巨量token,**KV缓存会成为严重的内存瓶颈**。现有的KV缓存驱逐(eviction)压缩方案范式高度统一:对每个缓存token计算重要性分数,保留分数最高的一部分token,丢弃其余部分,大家的研究重心都在设计更优的打分函数。

### 核心发现
本文挑战了“打分选择信号对缓存压缩至关重要”这一固有前提:**token重要性打分信号几乎不会带来性能增益**。作者提出**Random Attention(随机注意力)**,该方案完全不计算token重要性分数:强制完整保留Prompt,在每个注意力头内部对模型生成的推理轨迹token做均匀随机驱逐。

在4个大模型(Qwen3‑4B/14B/32B、Phi‑4‑reasoning)、6类推理任务(数学、科学、代码)上,Random Attention可以媲美当前最优基线的任务精度;部署在vLLM上时,相比最优基线,**吞吐提升32‑43%**。

作者通过对照实验解释现象背后的两点核心原因:
1. **Prompt是缓存中最脆弱的部分**:现有各个缓存驱逐方法之间的性能差距,大多来源于该算法是否恰好保住了Prompt。只要统一强制保护Prompt,不同打分算法之间的性能差距会大幅缩小。
2. **推理轨迹自带双重冗余,可以抵御随机驱逐**:
- 文本层面:模型在推理过程中会反复复述需要用到的中间信息;
- 注意力头层面:每个注意力头独立保存一份tok