arxiv.org·2026/10/21
MTP推测解码的最佳窗长随上下文变化,且所有头单次前向同时发射,horizon须在draft前固定。AMTP将其建模为在线控制:用acceptance survival与rejection hazard刻画各窗长期望提交token数,结合轮次成本选择最高吞吐horizon;对短窗缺失反馈,用随机全窗探索和逆概率加权在线更新,不改精确verifier。理论把任意在线学习器的预测误差转化为对每上下文最优horizon的吞吐regret并界定期望完成时间。在五组draft–target配对的AIME 2025与GSM8K评测中(含Llama-3.1-8B-Instruct+Medusa、Meta MTP、Qwen3-4B),AMTP最高加速 4.1×,在 8/10 设置中匹配或超过固定窗口,吞吐增益最高 10%。目前仅评估无KV缓存的单序列解码,批量缓存与树形draft仍是未来方向。
为什么重要 给 MTP/Medusa 推理加低侵入窗口调度,用验证反馈提升吞吐且不改变精确验证。适合 推理加速、MTP/Medusa 服务与解码调度的工程师
Multi-token prediction(MTP)可通过一次目标模型前向中起草并验证多个 token 来加速语言模型解码。然而,最佳投机长度随上下文变化:更长的草稿在可靠时摊销收益更大,但被拒绝后丢弃的后缀会浪费算力。与可逐 token 决定停止规则的自回归起草不同,MTP 必须在起草前固定长度,因为所有头在同一次前向中触发。
因此我们将长度选择形式化为一个在线控制问题,利用验证反馈学习每个上下文中草稿可信到多远,并提出 Adaptive Multi-Token Prediction(AMTP):一个无需重训练、且不改动精确验证器的轻量控制器。为指导长度选择,我们通过 acceptance survival(草稿前缀被完全接受的概率)刻画每个长度下预期提交的 token 数。每轮开始前,AMTP 预测草稿可能存活多远,并选择预期每秒 token 数最高的长度,从每次验证中免费学习。
理论上,我们证明任意在线学习器的预测误差都会转化为相对每个上下文最佳长度的吞吐 regret,并进而转化为对实际完成时间的界。使用在线梯度下降时,该 regret 是次线性的。
在基于 Llama-3.1-8B-Instruct + Medusa 头、Meta 的 MTP 模型以及 Qwen3-4B-Inst-2507-MTP 构建的五组草稿-目标配对上,于 AIME 2025 与 GSM8K 评估,AMTP 解码比标准解码最多快 4.1 倍,在 10 个设置中的 8 个上追平或超过固定窗口,吞吐提升最高 10%。
Multi-token prediction (MTP) can accelerate language-model decoding by drafting several tokens and verifying them in a single target-model pass.
However, the best speculation horizon changes with context: longer drafts offer greater amortization when reliable, but can waste compute on suffixes discarded after a rejection.
Unlike autoregressive drafting, where a stopping rule can decide token by token, MTP must fix the horizon before drafting, as all heads fire in the same forward pass.
We therefore formulate horizon selection as an online control problem, using verification feedback to learn how far the draft can be trusted in each context, and introduce Adaptive Multi-Token Prediction (AMTP): a lightweight controller that requires no retraining and leaves the exact verifier unchanged.
To guide horizon selection, we characterize the expected number of tokens committed at each horizon via acceptance survival, the probability that a draft prefix is fully accepted.
Before each round, AMTP predicts how far the draft is likely to survive and picks the horizon with the highest expected tokens per second, learning freely from every verification pass.
Theoretically, we show that any online learner's prediction error translates into throughput regret against the best horizon for each context, and in turn into a bound on wall-clock completion time.
With online gradient descent, this regret is sublinear.
Across five draft-target pairings built on Llama-3.1-8B-Instruct with Medusa heads, Meta's MTP models, and Qwen3-4B-Inst-2507-MTP, evaluated on AIME 2025 and GSM8K, AMTP decodes up to 4.1x faster than standard decoding and matches or outperforms the fixed window in 8 of 10 settings, with throughput gains of up to 10%.
注释 · 同一配对下三种解码方式比较出自 表 1



EVIDENCE / METHODS
判断
低侵入 的 MTP 窗口控制器
AMTP 不改草稿模型和 exact verifier,只在每轮草稿前预测拒绝风险并选择吞吐最高的窗口。代价是实验在单序列、禁用 KV cache 的设置下评估,批处理与缓存场景需重估成本模型。
注释 · 适合作为已有 MTP 推理栈的调度层;先核成本模型出自 Abstract、§1
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