vLLM 서빙 최적화 실무: PagedAttention·동적 배치로 오픈소스 LLM 처리량 높이는 방법
오픈소스 LLM으로 인프라를 전환한 뒤 운영 단계에서 직면하는 가장 큰 기술적 한계는 동시 요청 증가에 따른 GPU 메모리 고갈과 급격한 응답 지연입니다. 인프라 비용을 아끼기 위해 구축한 자체 서버가 동시 사용자 수십 명도 버티지 못하고 OOM(Out of Memory) 에러를 발생시키며 중단되기 때문인데요. vLLM 최적화의 핵심은 KV 캐시를 PagedAttention으로 블록화하고, max-num-seqs, gpu-memory-utilization, max-model-len, block-size를 실제 트래픽 패턴에 맞춰 조정하는 것입니다. 이전 리포트에서 다룬 오픈소스 LLM 전환과 비용 기반 멀티 모델 라우팅 아키텍처 구축 방법 이 작업 난이도에 따라 프라이빗 자원의 처리 비중을 분산해 과금을 막는 교통정리 단계였다면, 이번 글에서는 유입된 트래픽을 감당하는 로컬 GPU의 연산 처리량(Throughput)을 추가 장비 증설 없이 높이는 서빙 인프라 최적화 실무를 다룹니다. 이 글에서 정리하는 핵심 구축 순서 기존 오픈소스 추론 프레임워크의 KV 캐시 메모리 낭비 요인과 병목 지점을 진단합니다. vLLM 가상 메모리 관리 기법인 PagedAttention을 주입하여 단편화된 자원을 블록 단위로 묶어 정렬합니다. 프롬프트 처리 속도를 높이기 위해 개별 요청의 처리 단계를 동적으로 묶어 연산하는 동적 배치를 활성화합니다. 사내 GPU 스펙에 맞춰 최대 토큰 수량 및 메모리 가용비 파라미터를 버스트 부하 한계까지 세팅합니다. 동시성 트래픽 유입 환경에서 실제 1초당 처리 토큰 수 변화량과 인프라 유지 비용 절감 지표를 대조합니다. 컨테이너 가동 중 발생하는 메모리 오버플로우 시나리오를 설정하고 백업 폴백 경로와의 연동 정합성을 검증합니다. 1. 오픈소스 LLM 서빙의 한계와 GPU 메모리 고갈...