大型语言模型(LLMs)正在改变我们与技术的互动方式,从聊天机器人到代码助手,功能无所不包。但要高效运行这些模型可不是件小事,尤其是在需要速度、可扩展性和高吞吐量应用的稳定性时。如果你一直在用Ollama进行本地LLM实验,现在想转向vLLM以获得生产级性能,这篇文章的主要目的是讲解这两个框架的区别,探讨选择正确框架的重要性,并提供一步步的指导。

  1. 为什么选择合适的LLM框架很重要

把部署LLM想象成开餐厅。如果只是给小家庭做晚餐,家里厨房的基本工具(比如Ollama)就够用了。但如果是为500人的婚礼提供餐饮,你得用工业级设备(比如vLLM)来应对需求,不然就得累垮了。选错LLM应用的框架可能导致:

  • 响应慢:用户等太久才能得到聊天机器人回复或代码补全,体验很差。
  • 成本高:GPU内存使用效率低,导致云计算账单飙升。
  • 系统崩溃:框架无法承受高流量,导致宕机。
  • 安全风险:敏感环境下因配置不当导致数据泄露。

选对框架能确保你的LLM应用快速、成本效益高、可扩展且安全。Ollama适合本地测试、原型开发和注重隐私的项目,而vLLM专为高吞吐量、生产级环境设计。了解它们的优势能帮你选出最适合的工具。

  1. vLLM和Ollama是什么?基础知识了解一下

Ollama:新手友好的LLM运行工具

Ollama就像你手机上的一个简单易用的app,直观、设置简单。它是一个开源工具,旨在让在本地运行LLM变得尽可能简单,不管你用的是MacBook、Windows PC还是Linux服务器。

核心功能

  • 跨平台:支持macOS、Windows和Linux。
  • CLI和REST API:提供简单的命令行工具和与OpenAI兼容的API,方便集成。
  • 模型库:支持Llama 3、Mistral、Gemma等热门模型,可通过注册表下载。
  • 硬件支持:支持CPU、NVIDIA GPU和Apple Silicon(Metal)。
  • 注重隐私:数据保存在本地,适合医疗或研究等敏感应用。
    使用场景:开发者在笔记本上开发聊天机器人原型,或研究者在离线环境下分析私有数据集。

vLLM:高性能推理引擎

vLLM就像一辆赛车,为高要求环境下的速度和效率而生。由UC Berkeley的Sky Computing Lab开发,vLLM是一个开源库,专为高吞吐量LLM推理优化,特别适合NVIDIA GPU。

核心功能

  • PagedAttention:一种内存管理技术,将GPU内存浪费降到4%以下。
  • Continuous Batching:动态处理请求,最大化GPU利用率。
  • 可扩展性:支持多GPU设置和跨服务器分布式推理。
  • OpenAI兼容API:无缝集成现有工具和工作流。
  • GPU中心化:为NVIDIA GPU和CUDA优化,CPU支持有限。
    使用场景:企业部署客服聊天机器人,实时处理每分钟数千条查询。
  1. vLLM和Ollama的区别

要选择vLLM还是Ollama,你得搞清楚它们的核心差异。以下是详细对比:

类比

  • Ollama:像自行车,简单好用,适合短途,但不适合高速路。
  • vLLM:像跑车,速度快、动力强,但需要熟练的司机和好的路(GPU基础设施)。
  1. 性能:速度、内存和可扩展性

在性能上,vLLM和Ollama差别很大。我们来分解它们在速度、内存使用和可扩展性上的差异,并举例说明。

速度

  • Ollama:在消费级硬件上运行小型模型(比如7B参数)性能不错。比如,在16GB RAM的MacBook上运行Mistral 7B,单用户约7 token/秒。
  • vLLM:在高吞吐量场景中表现卓越。基准测试显示,vLLM在128个并发请求下比Ollama快3.23倍,在NVIDIA A100 GPU系统上达到约71请求/秒。
    例子:假设你建一个聊天机器人,回复“写一首短诗”。用Ollama,单用户可能要2-3秒得到回复。而vLLM通过continuous batching并行处理请求,多个用户同时查询也能在1秒内得到回复。

内存

  • Ollama:使用标准内存分配,对大模型效率较低。13B模型至少需要16GB RAM或GPU内存,每个序列完全分配内存,限制并发。
  • vLLM:使用PagedAttention,将key/value缓存分成小块,内存浪费降到4%以下。这让vLLM能在相同硬件上处理更大模型或更多并发请求。
    例子:在NVIDIA A100 GPU上运行Llama 3 8B,vLLM因动态内存分配能处理更多并发请求,而Ollama为每个请求预留整块内存,限制吞吐量。

可扩展性

  • Ollama:适合单机设置,高并发时(比如超过32个同时请求)延迟增加,吞吐量无提升。
  • vLLM:专为可扩展性设计,支持tensor parallelism(模型权重分布在多个GPU上)和pipeline parallelism(计算阶段分布)。适合多GPU云虚拟机。
    例子:一个初创公司用单GPU服务器运行Ollama,服务小团队内部工具。而一家处理百万用户的科技公司用vLLM在多GPU上每分钟处理数千请求。

性能对比表

  1. 使用场景:什么时候用vLLM,什么时候用Ollama

什么时候用Ollama

  • 原型开发:在笔记本上测试新聊天机器人或代码助手。
  • 隐私敏感应用:在隔离环境(比如政府、医疗或法律)运行模型。
  • 低流量工作负载:小型团队或个人项目,少量用户。
  • 资源受限硬件:在没有CUDA的CPU或低端GPU上运行。
    例子:学生用Ollama在MacBook上运行Llama 3做研究项目,保持敏感数据离线。

什么时候用vLLM

  • 高流量服务:聊天机器人或API同时服务数千用户。
  • 大型模型:部署像DeepSeek-Coder-V2(236B参数)这样的大模型,跨多GPU。
  • 生产环境:需要低延迟和高吞吐量的应用。
  • 可扩展部署:多NVIDIA GPU的云设置。
    例子:公司用vLLM在8个A100 GPU的云虚拟机上建实时翻译服务,每分钟处理数千次翻译。

使用场景决策矩阵

  1. 开始使用Ollama:一步步指南

我们来在本地机器上设置Ollama运行Mistral 7B。假设你从零开始。

步骤1:安装Ollama

  • 下载:访问Ollama官网,下载适用于你的操作系统的安装程序(macOS、Windows或Linux)。

  • 安装:运行安装程序。对于Linux,使用:

    curl -fsSL https://ollama.ai/install.sh | sh
    

    输出:Ollama安装完成,准备使用。

步骤2:拉取模型

下载Mistral 7B:

ollama pull mistral:7b

输出:模型(4GB)下载并存储在/.ollama/models

步骤3:运行模型

启动模型:

ollama run mistral:7b

输出:打开交互式提示。输入:

讲个笑话。

回复

为什么稻草人成了励志演讲家?因为他在自己的领域里太出色了!

步骤4:使用REST API

Ollama提供与OpenAI兼容的API,方便集成。以下是Python示例:

import  requests response = requests.post( "http://localhost:11434/api/generate" , json={      "model" :  "mistral" ,      "prompt" :  "讲个笑话" }) print (response.json()[ 'response' ])

输出

为什么程序员不用暗黑模式?因为亮色模式会吸引bug。

步骤5:验证设置

检查运行中的模型:

ollama ps

输出

NAME            ID              SIZE    PROCESS         PORT mistral:7b      abc123          4.1 GB  running         11434

工作流图表

  1. 开始使用vLLM:一步步指南

vLLM需要更多设置,但在GPU支持的系统上性能更优。我们来运行Llama 3 8B。

步骤1:准备工作

  • 硬件:NVIDIA GPU支持CUDA(比如A100、RTX 4090)。
  • 软件:Python 3.8+、NVIDIA驱动、CUDA 11.8+和pip。

步骤2:安装vLLM

通过pip安装vLLM:

pip install vllm

输出:vLLM及依赖(如PyTorch、transformers)安装完成。

步骤3:运行模型

服务Llama 3 8B:

vllm serve meta-llama/Llama-3-8b --gpu-memory-utilization 0.9

输出:服务器启动,地址为http://localhost:8000。

步骤4:查询模型

用Python与vLLM交互:

from  vllm  import  LLM llm = LLM(model= "meta-llama/Llama-3-8b" ) output = llm.generate( "vLLM是什么?" ) print (output)

输出

vLLM是一个开源库,用于高效LLM推理,通过PagedAttention优化GPU内存,continuous batching实现高吞吐量。

步骤5:测试API

使用curl查询OpenAI兼容API:

curl -X POST http://localhost:8000/v1/completions \ -H "Content-Type: application/json" \ -d '{"model": "meta-llama/Llama-3-8b", "prompt": "你好,世界!", "max_tokens": 50}'

输出

{    "choices" :   [      {        "text" :   "你好!今天我能帮你什么?世界充满可能性,我们一起探索吧!"      }    ] }

工作流图表

  1. 使用Docker Compose设置vLLM

Docker Compose能简化vLLM的生产部署。以下是设置方法。

步骤1:创建Docker Compose文件

创建docker-compose.yml

version:   '3.8' services: vllm:      image: vllm/vllm-openai:latest      deploy:        resources:          reservations:            devices:              - driver: nvidia                count: 1                capabilities:  [ gpu ]      ports:        - "8000:8000"      environment:        - MODEL_NAME=meta-llama/Llama-3-8b        - GPU_MEMORY_UTILIZATION=0.9      volumes:        -   ./models:/models

步骤2:运行Docker Compose

docker-compose up -d

输出:vLLM服务器在分离模式下启动,可通过http://localhost:8000访问。

步骤3:测试API

curl -X POST http://localhost:8000/v1/completions \ -H "Content-Type: application/json" \ -d '{"model": "meta-llama/Llama-3-8b", "prompt": "Docker是什么?", "max_tokens": 50}'

输出

{    "choices" :   [      {        "text" :   "Docker是一个容器化平台,让应用在不同环境中以隔离依赖的方式一致运行。"      }    ] }

步骤4:监控容器

检查容器状态:

docker-compose ps

输出

Name                 Command               State           Ports vllm_vllm_1          /usr/bin/vllm serve ...   Up      0.0.0.0:8000->8000/tcp

Docker Compose工作流图表

  1. 处理故障和调整

部署LLM可能会遇到问题。以下是Ollama和vLLM的常见问题及解决方法。

Ollama故障

  • 内存不足:在<16GB RAM系统上运行13B模型会导致崩溃。
    解决:使用更小模型(比如7B)或启用交换空间:

    sudo fallocate -l 8G /swapfile sudo chmod 600 /swapfile sudo mkswap /swapfile sudo swapon /swapfile
    
  • GPU不兼容:老旧GPU可能不支持Ollama的CUDA要求。
    解决:切换到CPU模式(OLLAMA_NO_GPU=1 ollama run mistral)或升级硬件。

  • 模型下载问题:网络慢或服务器超时。
    解决:重试ollama pull mistral或换其他模型。

vLLM故障

  • CUDA错误:缺少或不兼容的NVIDIA驱动。
    解决:用nvidia-smi检查驱动版本(确保CUDA 11.8+)。从NVIDIA官网更新驱动。
  • 高内存使用:大模型耗尽GPU内存。
    解决:降低--gpu-memory-utilization(比如0.8)或使用quantization(见第12节)。
  • API超时:高并发压垮服务器。
    解决:增加批次大小(--max-num-batched-tokens 4096)或添加更多GPU。
    示例修复:如果vLLM因CUDA错误崩溃,验证驱动:
nvidia-smi

输出

+-----------------------------------------------------------------------------+ | NVIDIA-SMI 525.60.13    Driver Version: 525.60.13    CUDA Version: 12.0     | |-----------------------------------------------------------------------------| | GPU  Name        Persistence-M| Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC | | Fan  Temp  Perf  Pwr:Usage/Cap|         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. | |===============================+======================+======================| |   0  NVIDIA A100 40GB   Off  | 00000000:00:04.0 Off |                    0 | | N/A   35C    P0    43W / 300W |      0MiB / 40536MiB |      0%      Default | +-----------------------------------------------------------------------------+
  1. 多GPU内存共享 vs. NGINX负载均衡

为高吞吐量应用扩展vLLM,需要选择多GPU内存共享还是NGINX负载均衡。我们来比较这两种方式。

多GPU内存共享

vLLM的tensor parallelism和pipeline parallelism将模型权重和计算分布到多个GPU上,共享内存以处理大模型或高并发。

工作原理:Tensor parallelism将模型层分配到不同GPU,pipeline parallelism分割计算阶段。PagedAttention确保高效内存分配。

优点

  • • 处理超大模型(比如236B参数)。
  • • 最大化GPU利用率,内存浪费极低。
    缺点
  • • 需要高速GPU互连(比如NVLink)。
  • • 设置和配置复杂。
    例子:在8个A100 GPU上部署DeepSeek-Coder-V2(236B):
vllm serve DeepSeek/DeepSeek-Coder-V2-Instruct --tensor-parallel-size 8

输出:模型跨所有GPU运行,处理请求并行,高吞吐量。

NGINX负载均衡

NGINX将请求分发到多个vLLM实例,每个实例运行在单独的GPU或服务器上。

工作原理:NGINX作为反向代理,根据负载或轮询策略将请求路由到可用vLLM服务器。

优点

  • • 设置比tensor parallelism简单。
  • • 通过添加更多服务器实现水平扩展。
    缺点
  • • 每个vLLM实例需要自己的模型副本,增加内存使用。
  • • 对超大模型效率较低。
    NGINX配置示例(nginx.conf):
http  {    upstream  vllm_servers {      server  vllm1: 8000 ;      server  vllm2: 8000 ;   }    server  {      listen   80 ;      location  / {        proxy_pass  http://vllm_servers;     }   } }

启动NGINX:

nginx -c /path/to/nginx.conf

输出:NGINX将请求路由到vllm1:8000和vllm2:8000,平衡负载。

比较表

推荐:对于大模型(比如>70B参数)在带NVLink的多GPU服务器上使用内存共享。对于较小模型或通过加服务器扩展更可行时用NGINX。

工作流图表

  1. 其他考虑:安全性、社区和生态系统

安全性

  • Ollama:本地运行,数据暴露风险小。适合无网络连接的隔离系统(比如政府)。检查后台服务(ollama serve)以确保敏感环境安全。
  • vLLM:支持安全部署,但云设置需小心配置。使用HTTPS和API认证配合NGINX:
server  {    listen   443  ssl;    ssl_certificate  /etc/nginx/ssl/cert.pem;    ssl_certificate_key  /etc/nginx/ssl/key.pem;    location  / {      proxy_pass  http://vllm_servers;   } }

社区和支持

  • Ollama:社区活跃,文档丰富,模型注册表用户友好。适合初学者和小型项目。
  • vLLM:社区在增长,由UC Berkeley和Red Hat支持。更技术化但适合企业,GitHub讨论活跃。

生态系统

  • Ollama:可与OpenWebUI集成,提供类似ChatGPT的界面。支持多模态模型(比如Llama 3.2 Vision处理文本和图像)。
  • vLLM:与Hugging Face集成,支持高级解码(比如beam search),优化用于LangChain或LlamaIndex等生产管道。
  1. 高级话题:量化和多模态模型

量化

量化通过降低数值精度(比如从FP16到INT8)减少模型大小和内存使用。两个框架都支持,但有差异:

  • Ollama:支持通过gguf文件进行4位和8位量化。示例:

    ollama pull mistral:7b-q4
    

    输出:下载量化后的Mistral 7B模型(约2GB,FP16为4GB)。

  • vLLM:支持AWQ、GPTQ等量化方式加速GPU:

    vllm serve meta-llama/Llama-3-8b --quantization awq
    

    好处:减少内存占用,支持在有限GPU上运行更大模型。

多模态模型

  • Ollama:支持视觉语言模型,如Llama 3.2 Vision。示例:

    ollama run llama3.2:vision
    

    输出:处理文本和图像输入(比如“描述这张图片”配合本地文件)。

  • vLLM:多模态支持有限,但扩展中(比如LLaVA模型)。示例:

    vllm serve llava-hf/llava-13b --trust-remote-code
    

    注意:视觉处理需额外设置。

量化比较表

  1. 结论:为LLM需求做出正确选择

从Ollama过渡到vLLM就像从家里厨房搬到商业厨房。Ollama适合本地实验、注重隐私的应用和资源受限环境。它的简单性和跨平台支持非常适合初学者和小型项目。vLLM凭借PagedAttention和continuous batching,专为高吞吐量、生产级应用打造,速度和可扩展性至关重要。

  • 选择Ollama:用于原型开发、离线应用或基于CPU的设置。
  • 选择vLLM:用于高流量服务、大型模型或多GPU部署。

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