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2026-05-28 10:16:04 +08:00

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AI 技术栈分层框架 L0 算力 → L5 Agent 编排,附运维治理横切层 2026-05-15

AI 技术栈分层框架(架构视角)

把整个 AI 技术按"分层架构"组织,每层只关心相邻接口。 看一眼图,知道自己站在哪一层;看一眼层内容,知道下一步学什么。


一、全栈分层图

flowchart TB
    L5["<b>L5 · Agent 编排层</b><br/>规划 · 记忆 · 工具 · 反思 · 多 Agent 协作<br/><i>LangGraph · AutoGen · CrewAI · Hermes · Claude Code · MCP / A2A</i>"]
    L4["<b>L4 · 应用层</b><br/>RAG · Chatbot · 工作流 · 多模态应用<br/><i>RAGFlow · Dify · LangChain · LlamaIndex · Milvus · pgvector · BGE</i>"]
    L3["<b>L3 · 模型服务层</b><br/>推理引擎 · 模型路由 · 量化<br/><i>vLLM · SGLang · Ollama · TGI · LiteLLM · OneAPI</i>"]
    L2["<b>L2 · 模型层</b><br/>闭源 API · 开源大模型 · 多模态 · 推理模型 · 微调<br/><i>GPT · Claude · Gemini · Llama · Qwen · DeepSeek · SD/Flux</i>"]
    L1["<b>L1 · 框架层</b><br/>深度学习框架 · 模型库 · 训练/微调工具<br/><i>PyTorch · JAX · 飞桨 · HuggingFace · DeepSpeed · PEFT</i>"]
    L0["<b>L0 · 算力层</b><br/>训练芯片 · 推理芯片 · 高速互联<br/><i>H100/H200/B200 · MI300 · TPU · 昇腾 · L40S</i>"]

    OPS["<b>L⊥ · 运维与治理层(横切)</b><br/>评测 · 监控 · 安全 · 成本 · 合规<br/><i>Langfuse · OpenCompass · AgentBench · Guardrails · Helicone</i>"]

    L5 -->|调用| L4
    L4 -->|调用| L3
    L3 -->|加载| L2
    L2 -->|训练于| L1
    L1 -->|运行于| L0

    OPS -.贯穿.-> L5
    OPS -.贯穿.-> L4
    OPS -.贯穿.-> L3

    classDef current fill:#FFD700,stroke:#E69900,stroke-width:3px,color:#000
    classDef base fill:#E8F4FD,stroke:#4A90E2,color:#000
    classDef ops fill:#F0E6FF,stroke:#9966CC,color:#000

    class L4,L5 current
    class L0,L1,L2,L3 base
    class OPS ops

🟡 金色 = 你当前主战场(L4 应用层 + L5 Agent 编排层) 🔵 蓝色 = 上游基础层(向上理解,按需选型) 🟣 紫色 = 横切层(生产化必经)


二、各层详解

L0 · 算力层

维度 内容
定位 物理算力底座,决定能跑多大模型、多快
关键指标 FLOPS、显存容量、显存带宽、互联带宽(NVLink/IB)
训练芯片 NVIDIA H100/H200/B200、AMD MI300X、Google TPU v5p
推理芯片 NVIDIA L40S/A100/A10、华为昇腾 910B、寒武纪、燧原、海光
端侧 Apple M 系 NPU、高通骁龙、Jetson、AMD XDNA
核心矛盾 算力 vs 显存 vs 互联 vs 软件生态CUDA 仍是事实标准)

何时关心这一层: 当你考虑"私有部署 70B+ 模型"或"采购推理服务器"时必做选型。日常应用工程师不必深究。


L1 · 框架层

维度 内容
定位 把算力变成可编程的训练/推理基础设施
核心能力 自动微分、张量并行、混合精度、分布式训练
训练框架 PyTorch(事实标准)、JAX(前沿研究)、PaddlePaddle(百度,国内适配好)、MindSpore(华为,昇腾配套)
模型库 HuggingFace Transformers / Diffusers / Datasets(必学)
分布式训练 DeepSpeedZeRO)、Megatron-LM、FSDP、Accelerate
微调工具 PEFTLoRA/QLoRA)、TRLRLHF/DPO)、Unsloth(加速 LoRA

何时关心这一层: 当你要微调模型理解模型如何训练时必学。HuggingFace 是必经之路;你目录里的"百度飞桨"资料属于这一层。


L2 · 模型层

维度 内容
定位 基础模型本身——所有 AI 应用的"大脑"
关键技术 预训练、SFT、RLHF/DPO/GRPO、长上下文、MoE、推理时计算(test-time compute

模型分类

分类 代表 特点
闭源 API(旗舰) GPT-4o / o3、Claude 4.7 Opus / Sonnet 4.6、Gemini 2.5 Pro 能力最强,按 token 计费
开源(旗舰) Llama 4、Qwen 3、DeepSeek V3 / R1、GLM-4.5、Mistral Large 可私有部署,可微调
推理模型 o3、DeepSeek R1、Qwen QwQ、Claude Extended Thinking 长链思考,数学/代码强
多模态 GPT-4o(视觉)、Gemini(视频)、Sora(视频生成)、Flux/SD 3.5(图像)、Suno(音乐) 跨模态理解/生成
端侧小模型 Llama 3.2-1B/3B、Qwen 2.5-0.5B/1.5B、Phi-4-mini 移动设备/边缘部署
垂域模型 代码(DeepSeek-Coder)、数学(DeepSeekMath)、医疗、金融 行业特化

选型矩阵

场景 推荐路径
最强能力、不在意成本 Claude 4.7 Opus / o3
平衡能力与成本 Claude 4.6 Sonnet / GPT-4o / Gemini Flash
私有数据、不能上云 Qwen 3 / DeepSeek V3(自部署)
推理密集(数学/代码) DeepSeek R1 / o3-mini
端侧/嵌入式 Qwen 2.5-1.5B 量化版

何时关心这一层: 永远关心——这是你能力的天花板。


L3 · 模型服务层

维度 内容
定位 把模型权重变成可调用的 API(通常兼容 OpenAI 协议)
关键技术 KV cache、Continuous Batching、PagedAttention、量化(INT8/INT4/FP8)、推测解码(Speculative Decoding

工具谱系

类型 代表 适用
高性能推理引擎 vLLM(最主流)、SGLang(速度新王)、TensorRT-LLMNVIDIA 极致)、TGIHF 生态) 生产部署
易用本地推理 Ollama(最易用)、LM Studio、LocalAI、llama.cpp 开发/试用
多模型路由 LiteLLM(统一 OpenAI 协议)、OneAPI、OpenRouter 多模型切换
量化格式 GGUFllama.cpp 系)、AWQ、GPTQ、bitsandbytes 降显存

核心矛盾: 吞吐 vs 延迟 vs 显存占用 vs 易用度

  • 个人/小流量 → Ollama
  • 生产/高并发 → vLLM
  • 极致延迟 → SGLang / TensorRT-LLM

何时关心这一层: 当你从"调云 API"切换到"自己部署模型"时必须进;用 LiteLLM 做多供应商路由是 L4 工程师的低成本切入点。


L4 · 应用层

你正在这一层。

维度 内容
定位 把模型能力包装成具体的产品形态
核心范式 RAG、Chatbot、工作流、多模态应用、Function Calling

应用范式

1. RAG(检索增强生成)—— 当前最成熟的企业应用范式
文档 → 解析 → 分块 → 向量化 → 索引
                                  ↓
用户问 → 查询改写 → 检索(向量+BM25)→ 重排 → 拼上下文 → LLM → 答案+引用
组件 主流选型
全栈 RAG 平台 RAGFlow(你已部署)、Dify、FastGPT、AnythingLLM
开发框架 LangChain、LlamaIndex、Haystack
向量数据库 Milvus(大规模)、Qdrant(性能均衡)、pgvector(轻量集成)、Chroma、Weaviate
Embedding 模型 BGE-M3(中文最强)、jina-v3、OpenAI text-embedding-3、Qwen embedding
重排模型 bge-reranker-v2、jina-reranker、Cohere rerank
文档解析 RAGFlow 内置、Unstructured、MinerU、Marker

RAG 工程关键问题(你下一步要啃的):

  • 分块策略(固定 / 语义 / 父子分块 / Late Chunking
  • 混合检索(向量 + BM25 + 关键词)
  • 查询改写(HyDE、Multi-Query、Step-back
  • 重排 + 引用追溯
  • 长上下文 RAG vs Agentic RAG
2. Chatbot / 对话助手
  • 上下文管理、人设(System Prompt)、长期记忆
  • 代表:Coze / 扣子、Dify、自建(FastAPI + Next.js,你的路径)
3. 工作流编排
  • 可视化拖拽:Dify Workflow、Coze、n8n + AI 节点
  • 代码化:LangGraph(更偏 Agent
4. Function Calling / Tool Use
  • 模型驱动外部工具调用,是通往 Agent 的桥梁

L5 · Agent 编排层

你正在这一层(早期)。

维度 内容
定位 把"一次问答"升级为"自主完成多步任务"
核心要素 规划 · 记忆 · 工具使用 · 反思 · 多 Agent 协作

Agent 设计范式

范式 说明 代表
ReAct 思考-行动-观察循环 LangChain ReAct
Plan-and-Execute 先规划再执行 LangGraph、BabyAGI
Reflection 自我反思修正 Reflexion
Multi-Agent 多 Agent 协作 AutoGen、CrewAI、Hermes(你的目录)
Computer Use 操控屏幕/浏览器 Claude Computer Use、Browser Use

Agent 框架

框架 定位
LangGraph 图式编排,工业级(最主流)
AutoGen 多 Agent 对话(微软)
CrewAI 角色化协作(简单上手)
OpenAI Agent SDK / Swarm OpenAI 官方轻量框架
LlamaIndex Agents RAG 集成好

代表性 Agent 产品

类型 代表
编程 Agent Claude Code(你在用)、Cursor、Cline、Aider、Devin
通用 Agent Manus、Hermes(你的目录)、OpenAI Operator
研究 Agent Deep ResearchOpenAI/Perplexity)、GPT-Researcher

关键协议(2025-2026 新基建)

协议 作用
MCPModel Context Protocol Anthropic 推出,工具/资源协议化,已成事实标准
A2AAgent-to-Agent Google 推出,Agent 间互操作
ACP Linux Foundation 协议

Agent 工程模式(你目录里的资料正好覆盖)

  • SOUL.md —— 角色 + 协议化指令文件(你已有资料)
  • Kanban —— 任务看板(Hermes v0.13,你已有资料)
  • Memory —— 短期 / 长期 / 情景记忆
  • 4+1 视图建模 —— 多 Agent 分析方法(OpenClaw,你已有资料)

L⊥ · 运维与治理层(横切)

生产化的"必选项",贯穿 L3-L5。

维度 内容
可观测性 Langfuse、Helicone、Arize Phoenix、LangSmith
评测 OpenCompass、lm-eval、HumanEval、SWE-bench(编程)、AgentBenchAgent)、RAGASRAG
安全 Guardrails、NeMo Guardrails、Prompt 注入检测、内容审核
治理 API Key 鉴权、配额限流、日志审计、成本归集

你已实践的部分: FastAPI 后端的 API Key + 限流 + 日志审计 = L⊥ 的基础设施雏形。


三、你当前位置 & 学习路径

📍 你当前主要在:L4 + L5(早期)

已掌握 / 在做:

  • L4 FastAPI 后端、Next.js 前端、RAGFlow 部署
  • L5 Hermes / SOUL.md / Claude Code 使用、多 Agent 概念
  • L⊥: API Key + 限流 + 日志(基础治理)

路径建议(按优先级)

🥇 第一优先:横向夯实 L4 + L5(半年内)

主题 资源
RAG 工程深入 啃 RAGFlow 源码 + LangChain RAG 教程 + RAGAS 评测
Agent 设计模式 啃 Agents.pdfGoogle 白皮书)+ 清华 Hermes 报告
多 Agent 协作 你目录里的 OpenClaw 4+1 视图 + AutoGen / CrewAI 实践
MCP 协议 Anthropic MCP 官方文档 + 写一个自己的 MCP Server
评测体系 OpenCompass / RAGAS / AgentBench(让效果可衡量)

🥈 第二优先:向下捅穿 L3(理解模型如何被服务)

主题 资源
vLLM 部署 实际跑一次 Qwen / Llama 私有部署
量化 GGUF / AWQ 实测对比,理解显存-精度权衡
路由 LiteLLM 替换你现在的 ModelArts 单 API 调用

🥉 第三优先:选择性进入 L2 / L1(按需)

主题 何时学
LoRA / QLoRA 微调 当 RAG/Prompt 都解决不了的领域问题时
HuggingFace Transformers 想读懂模型 / 复现论文时
PyTorch 基础 想做研究而非应用时

一般不必下到 L0 / L1 深处

除非你做平台/基础设施。L0 是采购问题,L1 是研究问题,对应用工程师边际收益低。


四、演进时间线(背景)

2017  Transformer 论文
2018  BERT / GPT-1
2020  GPT-3                              → 涌现现象
2022  ChatGPT / RLHF                     → AI 出圈
2023  开源浪潮(Llama)/ 多模态           → 应用层崛起
2024  Agent / Tool Use / RAG 工业化       → ← 你大概从这里入场
2025  推理模型(o1/R1/ MCP / Computer Use
2026  Agent OS / 多 Agent 协作 / 智能体管理学  ← 当下

五、一句话总结

应用工程师的 AI 成长不是从 L0 往上爬,而是从 L4 向两侧延伸:

  • 向上(L5):把"会用"变成"会编排"
  • 向下(L3):把"调 API"变成"懂部署"
  • 横切(L⊥):把"能跑"变成"敢上生产"