GPU内核的优化工作并非仅仅是将一段能运行的代码提速那么简单。在实际生产环境里,编写代码的智能体需要在硬件指令集、内存布局、并行策略以及整体架构之间进行反复权衡。尽管初期能取得一定进展,但往往会逐渐偏向那些更易实现、但性能上限较低的方案,最终陷入局部最优的困境。
为了应对这一挑战,加州大学伯克利分校的研究团队提出了“持续进化智能体团队”方案。他们的核心理念是,与其单纯增加智能体数量,不如让一个中央监督器根据当前的优化瓶颈,在每一轮中动态重组智能体团队,并调整其角色分工、协作方式以及知识管理策略。
整个“进化智能体团队”框架由两层结构组成。底层是由智能体组成的团队,负责编写、编译、测试和分析内核代码;上层则是一个监督器,它负责观察优化进程,分析成功与失败的原因,并决定下一轮如何进行调整。
当智能体团队在调试过程中遇到障碍时,监督器可以引入“调试专家”;如果缺乏性能数据作为优化依据,则可以加入“性能分析科学家”;如果早期的发现未能有效传递给后续的智能体团队,则引入“知识整合者”,负责整理实验记录和行动计划。同时,该系统还维护着一个跨团队的持久化文件系统,用于保存代码、角色记录、失败尝试、硬件观察结果以及已验证的策略。
“MLA分页解码内核”案例展示了这一机制如何帮助智能体团队突破局部最优。MLA是DeepSeek-V3所采用的注意力结构,其优化难点在于较高的寄存器占用压力,以及CUDA核心与张量核心之间的协同工作。在实验初期,单个智能体多次尝试WGMMA路径均未成功,随后转向了更易调试的WMMA路径。虽然WMMA最终能够运行,但也限制了张量核心的利用率。
为了避免智能体团队过早放弃优化,监督器引入了“纪律官”,要求智能体团队保留WGMMA约束,并且每次只进行一项能够明确评估效果的修改。之后,任务被分配给并行运行的“调试专家”和主优化智能体:前者负责验证难以实现的矩阵乘法路径,后者则继续推进其他优化工作。
当监督器发现早期实验中的关键发现没有传递给后续智能体团队时,便会引入“知识整合者”,建立跨团队的经验文档。这最终帮助智能体团队验证了P@V WGMMA路径。在完成核心架构调整后,监督器还会要求重新进行性能分析,以进一步优化性能。
在四项CUDA内核任务中,进化智能体团队均超过了强大的编码智能体基线。这些任务涵盖了NVIDIA B200和H100 GPU,包括FlashAttention-4、Gated Delta Net预填充、MLA解码,以及GEMM与AllReduce融合。
在相同的Token预算下,对于MLA解码任务,Claude Code的性能约为生产环境FlashInfer内核的51%,而进化智能体团队则达到了74%。相比之下,固定四角色团队为31%,Codex单智能体为28%。这表明,性能差距不仅源于底层模型的能力,也取决于智能体团队能否根据任务阶段的变化来调整其组织形式。
在投入更多推理预算后,进化智能体团队生成的MLA内核,在FlashInfer-Bench的47个生产负载上,平均性能达到了FlashInfer的1.21倍。其中,有36个负载的性能超过了生产环境的FlashInfer内核,而其余11个负载的性能则处于FlashInfer内核的0.86到0.99倍之间,这意味着部分负载仍存在差距。
随着运行时间的延长,智能体团队在Gated Delta Net预填充任务上取得了4.06倍的平均加速。在GEMM与AllReduce融合任务中,它们逐步推进异步加载、Warp Specialization和NVLink multicast,最终达到了基准性能的1.56倍,略高于ThunderKittens报告的1.54倍。
在Flash-KMeans实验中,智能体团队将经过专家优化的Triton内核改写为CUDA WGMMA内核,在计算受限的配置下,最高能将延迟降低约1.5倍,而在内存受限的配置下,其结果则与Triton接近。这说明,该框架在已有专家优化实现的基础上,同样具有进一步探索和改进的能力。
在其他场景中,智能体团队也取得了不错的结果:在AMD MI350X上,将Kimi Delta Attention预填充的性能优化到了vLLM生产HIP内核的3.01倍;在NVIDIA B200上,相比FlashKDA达到了3.44倍;在Apple M4 Pro上,MoE专家卸载服务使Qwen3.8-Flash-Next在4-bit MLX环境下达到了每秒30.3个Token;在RoboDojo机器人操作任务中,系统在留出种子上的得分为62.1,高于排行榜截至10月26日的最高分55.3。
不同于单纯增加推理预算,这些结果指向了另一个方向:对于长期、开放式的代码优化任务,瓶颈不仅在于智能体能否提出更好的修改,也在于当前的智能体团队是否拥有适合这一阶段的角色、协作协议和经验结构。进化智能体团队试图调整搜索过程本身。
不过,这项研究仍有一些局限。四项主要实验各运行了两次,其他场景大多只进行了一次实验,这还不足以支持充分的统计比较。团队表示,后续工作还应包括成本与性能之间的Pareto分析,以及在更高噪声领域中的受控研究。因此,当前结果更适合被理解为长期智能体优化任务的系统设计探索,而不是已经普遍验证的智能体团队协作规律。
本文来自微信公众号 “学术头条”(ID:SciTouTiao),作者:学术头条,36氪经授权发布。
