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# AITuner 研究当前状态

> 2026-07-17｜写给未参与项目的读者，可直接作为 presentation 讲稿。历史过程与复现信息见 `../runs/*/` 各 experiment card、`../docs/` 各 campaign 文档。
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> **2026-07-19 update：** Qwen235 Fixed-PD 的错误排序在 exact real state composition 下已经翻正，主因是 simulator closed-loop batch state，而不是 collective。Qwen30 Fixed-PD 的 56--58% TTFT regret 也已定位：Frontier 将 decode service time 高估 4--8×，使 TP4 的 modeled concurrency 越过 MNS admission cap并产生虚假排队；去掉该等待后 Frontier 与真机都判定 TP4 topology 更快。详见 [`experiments/qwen30-fixed-pd-ttft-admission-diagnosis-20260719.md`](experiments/qwen30-fixed-pd-ttft-admission-diagnosis-20260719.md)。

## 一眼看懂

- **Topic / problem：** LLM serving 的自动、低成本配置调优（AITuner）。当前主线问题：用 simulator 给部署配置（并行度、批量上限等）排序，什么时候可信？需要补多少真机证据？算上这些成本还划算吗？
- **Central claim：** simulator 要能帮助配置调优，必须先满足 scheduler transition 的 liveness/coverage，再满足「配置相关残差小于真机 decision margin」；前者决定 capacity 是否有定义，后者决定排序是否正确。(ID: C0)
- **当前结论：** 早先 35 个 trace stall 不是 Frontier scheduler liveness failure：adapter 为不满 16-token 的 prefix block 错误生成了 cache identity，Frontier 又没有 fail-fast。修正为完整 block、使用真实 graph buckets/KV blocks 和 `piecewise`/`KERNEL_ONLY` profile 后，Qwen30 Trace-PD 的全部 12 个 cell 完成 129/129 request，Frontier 对 TTFT/TPOT/E2E 的 6 个 argmin 均与三次 fresh-server 真机一致；但绝对 latency 仍高估 4--511×。这只证明一个 MoE Trace-PD surface 的 selection fidelity，不能外推到 prefill-only、fixed workload 或 235B。
- **最大 uncertainty / risk：** 这个正确选择是否依赖 Trace-PD 的 queue/margin 偶然性；Fixed-PD、Trace-P、Fixed-P 与大型 FP8 MoE 是否仍保留正确 config ranking。Q235 还缺少同栈 profile/runtime contract，不能复用旧 vLLM 0.10.2 数据。
- **下一项 critical action：** 完成 Qwen30 其余三项 fixed/trace × PD/P surface。Fixed case 已先启动无请求 vLLM runtime-state preflight；Trace-P 的 graph-aligned Frontier 12-cell CPU surface 正在运行。Q235 先做 vLLM 0.20 TP4/TP8 compatibility gate，随后才允许新 profile。
- **停止条件：** T1 出 verdict 且成本账本建立后：pass 且摊销论证成立 → 转向「sim 剪枝 + 真机终选」的 hybrid 机制设计；fail → 转入失败机制归因；两条路都无 insight 增量 → 收敛写作。

## 核心概念

- **Frontier：** 本项目使用的 simulator，属 Vidur 系（直接使用 vidur backend），加自研 FP8/MoE/EP/decode-profile 兼容补丁。
- **Regret：** 按 simulator 排序选配置，相对真机最优配置的性能损失百分比（以每 GPU capacity 计）。primary metric：排序选对则 regret=0。
- **τ-b（Kendall tau-b）：** simulator 排序与真机排序的秩相关，1 = 完全一致，−1 = 完全反序，0 = 无关；tie-aware。
- **Decision margin：** 真机上头部配置之间的性能差距，即 simulator 误差的容忍带。
- **Action-differential residual：** simulator 误差中随配置（action）不同而不同的部分。Why needed：所有配置统一偏移不影响排序，只有差异化残差才可能穿过 margin 改变选择——这解释了「绝对误差 33%」与「排序全对」为何可以同时成立。
- **Capacity bracket：** 真机 anchor 为候选配置的 capacity 划出的上下界；「bracket 不反转」指未测的负载点不可能推翻 top 选择。
- **Decision-valid coverage：** simulator 能从初始状态推进到所有请求完成，并为 config×workload cell 产生合法 SLO metric 的比例。若 reachable nonterminal state 没有 enabled transition/future event，capacity 与 rank 都没有定义，不能把该 cell 当作 infeasible。
- **Workload realism 阶梯：** prefill-only（无 decode）→ fixed-shape mixed（固定输入输出长度的混合负载）→ trace-faithful mixed（生产 trace 忠实回放）。fidelity 结论不能向更高一级外推。

## Claim 层级

- **Central claim：** 见「一眼看懂」。(ID: C0)
  - **Subclaim：** zero-shot 排序失败是真实现象。(ID: C1；supported)
    - 30B 纯 profile 驱动的 regret 为 25.63%（τ-b=0）；另一 throughput-proxy 评测口径下为 30.46%。Boundary：均发生在 capacity-point + SLO-gated selection——恰是 Vidur 论文自己声明预测误差会爆炸、评测刻意回避的 regime（见 claim map）。
  - **Subclaim：** 少量结构化的真机证据可以恢复低 regret 排序。(ID: C2)
    - **Hypothesis（decision-bearing）：** trace-faithful 回放下，同栈 profile + 真机 KV capacity + 兼容补丁、且不做逐案例端到端校准的 Frontier，能满足 gate：regret ≤5% ∧ τ-b ≥0.8 ∧ bracket 不反转。(ID: H1；weakened)
      - **Supporting：** 235B prefill-only regret=0；235B fixed-shape mixed 的 top set 全中；30B 加 per-TP 校准后 regret 0.76%（但这是外部端到端 scale 给出的上界，不是原生 profile 保真度）。
      - **Counterevidence：** 修正 prefix trace contract 后的 TP2/MNS16 `none`-graph run 完成但 p50 TPOT 约 96 ms，真机为约 14 ms；然而该比较尚未对齐 real vLLM 的 `FULL_AND_PIECEWISE` graph path。
      - **下一项 discriminative experiment：** 补齐 `KERNEL_ONLY` graph family并以 `piecewise` 重跑相同 trace；若 full surface 仍错，graph omission 不再是可用解释。
    - **Hypothesis（机制，active）：** 误差机制是 action-conditioned residual——执行状态的转移（并行拓扑、kernel family、graph mode、batch 组成）使按算子 profile 的组合预测跨配置不可复合；残差大于 margin 时排序失败。(ID: H2；supported)
      - **Supporting：** 三个 TP 档的端到端校准系数为 0.72/0.47/0.35，残差确实随配置剧烈变化；235B 的批量上限交互预测错误但被 2× margin 容忍；30B prefill-only 在低负载近似对齐、饱和后按 TP 反向放大，最终 τ-b=−1。
      - **下一步：** 按 collective 通信 → batch 组成 → 调度器逐步轨迹的单变量顺序定位组合性失效点（对应 experiment card 中 A1/A2/A3 消融阶梯）。
  - **Subclaim：** 成本论证只有在摊销前提下成立。(ID: C3)
    - **Hypothesis（active）：** 每个 model×硬件×runtime 的一次性对齐成本，摊销到大配置面、频繁重调（引擎版本 churn 的频率证据见 claim map）或禁止在线实验的场景后，低于重复真机调优。(ID: H3；untested——分母已实测，分子未入账)
      - **下一步：** 建 cost ledger（见「下一步」）。

## 当前 critical experiment

- **Question：** 生产 trace 忠实回放（prefix 打开、原始到达时间与会话结构）下，best-effort Frontier 能否满足 low-regret gate？
- **为什么现在做：** 这是 H1 的判决实验；所有已完成的机制分解都在人工 workload 上，不能替代这个 verdict。
- **当前状态：** Trace-PD 的 graph-aligned surface 已通过 selection gate，但绝对 latency 不通过 calibration。现在以不共享结果的 Fixed-PD、Trace-P、Fixed-P surface 检验它的泛化边界。
- **Result → decision：** 若其它 surface 排序失败，保留 Trace-PD success 为条件化 envelope，并按 fixed/trace/prefill/decode 的差异定位 state composition；若都通过，才扩大到 Q235 或寻找 simulator 已解决范围之外的新问题。
- **Experiment card：** [`../runs/frontier-fidelity-envelope-v1/experiment-card.md`](../runs/frontier-fidelity-envelope-v1/experiment-card.md)

## Key evidence（最多 3 条）

- **E1（否证「prefill-only 是充分 easy condition」，支持 H2）：** 30B BF16、去掉 decode/prefix/混合 batch 后，真机最优是 TP4（8 vs 7 req/s/GPU），simulator 却把 TP4 排最差（6 vs 8）：top set 无交集，regret 12.5%，τ-b=−1。产物：`../runs/frontier-phase-factorial-v0/results/final/`（dash0，12.07 H20-GPUh）。
- **E2（margin 可掩盖残差，支持 C0/H2）：** 235B FP8 的 prefill-only 与 fixed-shape mixed 都选对 top set，但 simulator 漏掉并发上限（max-num-seqs）×批 token 上限（max-num-batched-tokens）的交互棋盘格，并把 10/34 个真机 anchor 误判为不可行；真机头部 margin 有 2×，残差被容忍。产物：`../runs/frontier-multicase-sufficiency-v0/best_effort/fixed_cohort_evidence/`、`../runs/frontier-multicase-sufficiency-v1/results/t0-final/`。
- **E3（selection 与 calibration 分开）：** 用完整 block projection、`piecewise` 和 graph-compatible KERNEL_ONLY profile 后，Qwen30 Trace-PD 的 12/12 sim cells 完成，6 个 mean/p90 latency objective 的 argmin 都与真机一致；但 sim/real latency ratio 仍为 4--511×。产物：[`../runs/frontier-fidelity-envelope-v1/graph-piecewise-experiment-card.md`](../runs/frontier-fidelity-envelope-v1/graph-piecewise-experiment-card.md)。

## 下一步（最多 3 项）

- [ ] **完成 Qwen30 remaining matrix（direct progress）：** Fixed-PD、Trace-P、Fixed-P 分别冻结 Frontier/真机 12-cell surface；P-only 的 TPOT 一律为 N/A。
- [ ] **Q235 portability gate：** 先验证 vLLM0.20 TP4/TP8 FP8 runtime 和 deadc4a profile provenance，再决定是否允许其 Fixed-P sweep。
- [ ] **建 cost ledger：** parent H3；完成标准 = 每 case 一行（profiling GPU-h、补丁工时、校准探测、sim CPU-h），与已实测的真机调优成本同表，随每个 case 更新。

## Blocker 或 anomaly

- **下一启动已准备：** dash0 8×H20 当前空闲；graph-compatible attention/linear/MoE/router kernel-only profile 会先在一 GPU smoke，成功后以 3 张 GPU 并行完成 attention shards。完整 replay 仍为 CPU-only。
- **Anomaly（保留）：** 235B pilot 中 simulator 把 10/34 个 anchor 误判为不可行——false-infeasible 是 H1 的主要威胁模式，T1 分析时须单独报告。
- **勘误（已固定）：** 统一平台为 dash0-only，早期 dash1 出处是文档错误；fixed-shape pilot 的主 SLO（TPOT 40ms）无判别力，150ms 是事后明示的敏感性分析，不得写成盲选的 primary。

## Related work

- Claim map：[`../docs/simulator-claim-map-20260716.md`](../docs/simulator-claim-map-20260716.md)。核心缺口：capacity-point + SLO-gated selection 的 regret 无人用真机 ground-truth 面验证过；alignment 成本无人与真机调优成本放进同一张表比较。