Scaling Ray Serve LLM on GKE: Performance without losing the developer experience

TL;DR · AI 摘要
Google 与 Anyscale 合作优化 Ray Serve LLM 在 GKE 上的性能,实现吞吐量提升 5 倍、延迟降低 8 倍。
核心要点
- 通过 HAProxy 集成,减少代理开销并提升吞吐量。
- 直接 token 流式架构降低延迟,绕过 ingress 路由器。
- v2 Ray executor 后端与 vLLM 结合,实现异步调度和性能优化。
结构提纲
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思维导图
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- Ray Serve LLM 性能优化
- 架构优化
- HAProxy 集成
- 流式架构
- v2 Ray executor
- 性能测试
- 吞吐量提升 5 倍
- 延迟降低 8 倍
金句 / Highlights
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通过 HAProxy 集成,减少代理开销并提升吞吐量。
直接 token 流式架构降低延迟,绕过 ingress 路由器。
v2 Ray executor 与 vLLM 结合,实现异步调度和性能优化。
性能测试显示吞吐量提升 5 倍、延迟降低 8 倍。
提升 GKE 上 Ray Serve LLM 的吞吐量和延迟 | Google Cloud 博客
容器与 Kubernetes
在 GKE 上扩展 Ray Serve LLM:兼顾性能与开发者体验
2026 年 6 月 19 日
##### Spencer Peterson
Google 软件工程师
##### Seiji Eicher
Anyscale 软件工程师
##### 今天试用 Gemini Enterprise Business Edition
工作场所人工智能的入口
立即试用
寻找 LLM 推理和模型服务的开发者通常会转向 Ray Serve,这是一个由 Anyscale 构建的可扩展模型服务库,提供开发者友好的、原生 Python API。结合 Google Kubernetes Engine(GKE),开发者拥有了一个功能强大且统一的平台,该平台针对苛刻的 LLM 服务使用场景进行了优化,覆盖从初始模型开发到在线生产服务的各个方面。
然而,这种灵活性和功能集过去曾以性能为代价。但今天,我们与 Anyscale 合作,推出了 Ray Serve 的性能优化,使吞吐量提高高达 5 倍,延迟降低高达 8 倍,满足了最先进的分布式推理对日益增长的需求和严格的性能要求,而无需牺牲易用性。
在不造成瓶颈的情况下扩展推理
通过我们的联合工程合作,我们引入了三项重大的架构优化,显著提升了 Ray Serve LLM 的性能特征:
- Ray Serve HAProxy 集成:Ray Serve 现在内置 HAProxy 来管理内部请求路由和负载均衡。这种设置大大减少了代理开销,并防止 Python 运行时在高流量下饱和。
- 直接令牌流架构:该架构将初始请求路径与返回流解耦。令牌直接从单个模型副本流回代理,完全绕过入口路由器,从而减少流数据路径的延迟。
- 用于 vLLM 的 v2 Ray 执行器后端:vLLM 的全新 Ray 后端将 Ray 移出数据平面,以启用异步调度。这统一了代码路径与原生 vLLM 执行器,缩小了性能差距,并确保 Ray 用户能够从最新的引擎级优化中受益。
在 GKE 上评估性能
我们还与 Anyscale 合作,在使用下一代 AI 硬件的 GKE 集群上对更新后的 Ray Serve LLM 进行了基准测试,包括由 NVIDIA HGX B200 系统驱动的 Google Cloud A4 虚拟机。我们选择运行 Gemma 4 E2B 作为小型、高效的模型,以隔离由编排和路由引入的瓶颈。我们的基准测试将新的 Ray Serve LLM 与之前的性能进行了比较,并与使用 Ray 执行器的普通 vLLM 设置进行了比较。
这些技术改进对性能产生了变革性的影响,与之前的 Ray Serve 配置相比,吞吐量提高了高达 5 倍,延迟改善了高达 8 倍。
改进后的 Ray Serve LLM 在一个拥有八个副本的服务集群上表现出显著的性能提升,展示了远超之前性能的扩展模式,并且与原生运行 vLLM 的性能相当,但没有牺牲 Ray 提供的灵活性。
我们观察到,随着并发用户数量的增加,Ray 现在能够扩展吞吐量,同时保持较低的第 99 百分位首次令牌时间,而之前它在这一点上遇到了困难。现在,LLM 实践者无需牺牲 Ray 丰富的功能和生态系统,即可在 Kubernetes 上获得生产级性能。
为什么选择 GKE 用于 Ray Serve
GKE 提供了使这些软件优化发挥出色的基础架构。在使用 GKE 的 Ray Operator 插件时,您可以在 Google Cloud 的 AI 加速器上获得开箱即用的部署,包括自动水平扩展、监控、多集群扩展和内置的容错能力。GKE 抽象了协调分布式物理硬件的复杂部分,因此您的团队可以专注于使用 Ray 优化模型和应用逻辑。
在 GKE 上尝试 Ray Serve LLM
我们鼓励开发者在最新的 Ray 版本(2.56 及更高版本)中尝试这些增强功能,体验在 GKE 上高性能 LLM 服务的未来。
如需更多详细信息,请查看以下资源:
- Anyscale 新闻:使用 Ray Serve LLM 进行高性能分布式推理
- 使用 KubeRay 在 Ray Serve 上实现高吞吐量
- 使用多集群 Ray Serve 和 GKE 推理网关部署 LLM
- 在 GKE 上使用 Ray 部署 Gemma 开源模型
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