两层各掌握互补的信息
智能体服务横跨两层,而两层看到的东西并不相同。智能体 harness 了解请求依赖、上下文生命周期和应用目标;推理引擎则观察请求队列、KV 缓存驻留情况、资源压力和受支持的执行模式。论文给出的动机示例很具体:不知道未来上下文用途的引擎,可能在 KV 状态即将被复用前将其驱逐,迫使系统付出高昂的重新预填充代价;而不了解缓存驻留情况的 harness,可能在存在等价缓存驻留请求时先调度冷请求,即便两者都已就绪且可以合法重排。
论文认为这不只是缺少一项优化,而是缺少一层抽象。已有工作展示了工作流信息与运行时反馈的价值,但每项工作都定义自己的跨层信号、控制语义和操作生命周期,把策略与特定 harness 和引擎紧密绑定。HEAR 被提出作为连接工作流语义与运行时执行状态的共享控制平面抽象。
HEAR 规范消息而非策略
HEAR 把通信组织为四个语义类别。harness 提供执行描述与意图,以及执行要求与控制;引擎返回状态与能力,以及执行结果。每次交换都与相关请求、上下文版本或服务实例关联。协议还区分描述与指令、偏好与要求、观察与保证、接受与完成。
关键设计选择是把协议语义与优化策略分离。HEAR 定义交换的含义,协调策略则决定交换哪些信息、采取哪些行动。正是这种分离让多种协调策略无需改变工作流或模型语义即可使用,也让 PBKV、Pythia 等已有策略保留各自的预测器和优化规则,只需通过适配器把所需的工作流描述、引擎观察和控制经由 HEAR 暴露出来。
缓存感知调度在复用与尾延迟间权衡
第一个实例是在线缓存感知运行时协调。在每个决策点,harness 描述就绪请求、它们的上下文以及适用的执行要求(包括等待保护);引擎返回最新的相关缓存可用性和队列状态。随后调度策略为就绪请求分配优先级。论文比较了三种执行顺序策略:FCFS 使用引擎默认调度器;Cache-Aware 把引擎报告的 KV 驻留情况转换为 harness 侧调度偏好;Cache-Aware+Guard-W 还额外防止请求等待 W 秒后被绕过或抢占。
在 SCBench 上,由于前缀重算,FCFS 对后续提示 token 的 KV 缓存复用率仅为 19.2%。Cache-Aware 把复用率提高到 87.6%,把首 token 中位延迟从 63.1 秒降到 4.6 秒,并把批量完成时间从 481 秒缩短到 224 秒。但反复推迟冷请求会抬高最大首 token 延迟。等待保护约束了这种行为:Cache-Aware+Guard-40 在 P50、P95 和最大首 token 延迟上都优于 FCFS,同时保留 1.61 倍批量加速。把阈值提高到 60 秒有利于复用和批量完成,却削弱了尾延迟保护。这里同时用到了 HEAR 的两个方向:引擎反馈识别复用机会,harness 要求则约束调度器利用这些机会的激进程度。
没有单一策略在所有负载下胜出
Mooncake Bench 显示,在 HEAR 接口保持不变的情况下,首选策略会随负载变化。在 50% 负载下,排队有限,空闲期驱逐成为复用损失的主要来源,因此 Session-Aware 优于执行顺序控制,把复用率从 19.5% 提高到 31.9%。在 75% 负载下,驱逐控制与执行顺序控制变得互补:把 Session-Aware 与 Cache-Aware+Guard 结合,得到最短会话时间、最高吞吐和最高复用。在 100% 负载下,Cache-Aware 在 P50、会话延迟和吞吐上更好,而 Session-Aware 改善尾延迟和复用。
这是论文最清晰的证据,说明工作流意图与引擎实时状态在不同负载区间提供互补收益,而非某一方占主导。Session-Aware 本身是一种 KV 保留策略:每次请求之后,harness 根据会话深度和此前的轮次间隔估计会话延续概率,并明确把该估计标记为描述性意图而非保留要求,引擎再把它与访问新近度结合。该估计只从已完成的对话更新,不使用当前回放中的未来信息。
按角色选择执行模式优于固定映射
第二个实例是面向智能体角色的负载感知执行模式选择。这里 harness 传达工作负载描述和目标,引擎提供稳定的能力画像,策略据此为每个角色选择推理模式。在 BrowseComp-Plus 和 DeepResearchBench 上,针对工作负载的配置分别带来 1.23 倍和 2.45 倍端到端加速,且未观察到任务质量下降。
角色层面的归因显示了收益来源。Reader/子智能体执行带来最大且最稳定的收益:选择 H2O 使 BrowseComp-Plus 上平均延迟降低 5.60 倍,DeepResearchBench 上降低 7.22 倍。在 BrowseComp-Plus 上,这伴随预填充 token 减少 76.2%,缓存复用率从 6.2% 提高到 80.3%;在 DeepResearchBench 上,则伴随 49.8% 的链式复用。Main 侧的首选模式取决于工作负载:BrowseComp-Plus 的 Main 请求大约生成 0.4K 输出 token,vLLM 比 OmniKV 快 1.14 倍;而 DeepResearchBench 的 Main 请求在轮次同步工作流中大约生成 4.4K token,OmniKV 比 vLLM 快 1.08 倍,因为更长的解码负载更好地摊薄了模式特有的开销。
通用映射的代价是 7.8% 到 14.0%
两种被选中的映射都不是两个工作负载上的最优解,论文量化了忽视这一点的代价。若普遍采用 OmniKV-H2O,BrowseComp-Plus 的墙钟时间会增加 7.8%;若普遍采用 vLLM-H2O,DeepResearchBench 的完工时间会增加 14.0%。因此选择必须考虑 harness 描述中传达的执行目标,而不只是总体效率。
论文还报告,总体效率与 P95 延迟偶尔会偏好不同的映射,这进一步印证了同一点:正确配置取决于工作流声明的是哪个目标。在 DeepResearchBench 上,49.8% 的链式复用把完工时间从 5.93 小时降到 2.42 小时,即 2.45 倍加速,同时 RACE 保持在 41.1% 对 40.6%。
HEAR 增加控制平面开销而非模型计算
HEAR 增加的是控制平面元数据处理,而非模型侧计算。它不引入额外的模型层或逐 token 的 GPU 算子。其在线工作包括状态更新、对象查找、策略输入构造、控制处理和执行结果上报。OmniKV、H2O 或 SnapKV 引入的计算属于相应的执行模式,而不属于协议本身。
成本核算很明确。对于缓存感知协调,引擎的 KV 事件更新 harness 维护的驻留目录;在每个调度点,harness 查询可复用前缀块、构造调度偏好并附加适用的等待要求;引擎应用这些控制并报告实际执行顺序、缓存复用、重试和错误。对于能力感知配置,候选画像、过滤、排序和验证都在开发阶段离线完成,在线路径只在工作流初始化时加载一次冻结的角色到模式映射,并在每次分发模型请求时执行一次常量规模查找。所有正式的 HEAR 启用运行都包含相应的在线控制平面路径,因此报告的端到端结果反映的是这些操作之后的净性能。
证据的适用边界
结果来自内存受限、并发服务下的四个对话与科研智能体基准,并对应特定硬件和模型:SCBench 使用 Qwen3-8B,运行在一块 RTX PRO 6000 上,配 96-GiB L2 KV 缓存;Mooncake Bench 使用 Qwen3-8B,运行在一块 H100 上,配 96-GiB L2 KV 缓存;角色特定实验使用 GLM-4.7-Flash,Main 侧与 Reader/子智能体侧推理分别放在不同的 H100 GPU 上。SCBench 缺少真实请求时间戳,因此作者构造了闭环多轮工作负载,用泊松过程模拟会话到达并采样轮次间思考时间;Mooncake 则回放生产 trace 中 50%、75% 和 100% 的会话。
有两条边界对解读很重要。第一,harness 维护的驻留视图反映的是当前观察到的缓存状态,并不构成驻留保证;当请求真正执行时,引擎会针对当前缓存状态重新检查可复用内容。第二,论文指出其方法提升推理效率,但不解决底层模型输出的安全性或可靠性问题,并且实际部署在交换执行与资源元数据时应实施访问控制、租户隔离和有界等待。报告的加速是在这些基准和配置上测得的,并未外推到其他服务栈。
让策略匹配负载与角色
论文最具决策价值的信息是:需要随条件改变的是协调策略,而不是协议。在 SCBench 上,等待保护把缓存感知调度从尾延迟问题转变为 1.61 倍批量加速,同时改善 P50、P95 和最大首 token 延迟;40 秒阈值保护尾部,60 秒阈值则偏向复用和批量完成。在 Mooncake 上,胜出策略随负载移动:50% 时是 Session-Aware,75% 时是组合策略,100% 时 Cache-Aware 在 P50、会话延迟和吞吐上更好,而 Session-Aware 在尾延迟和复用上仍更优。
在角色配置上,论文自身的比较给出了优先级顺序。Reader/子智能体模式选择带来最大且最稳定的收益,BrowseComp-Plus 上 5.60 倍,DeepResearchBench 上 7.22 倍;而 Main 侧选择取决于输出长度:约 0.4K token 的 BrowseComp-Plus Main 请求用 vLLM,约 4.4K token 的 DeepResearchBench Main 请求用 OmniKV。最值得带走的判断阈值是忽视这一点的代价:通用映射会让 BrowseComp-Plus 墙钟时间增加 7.8%,或让 DeepResearchBench 完工时间增加 14.0%。可复用的基础是 HEAR 不变的消息类别与交互语义;收益真正来自针对工作负载的策略。
本文引用的文献
Can Agent Harnesses and Inference Engines Hear Each Other? The HEAR Protocol for Agentic LLM Serving
HEAR 是一种双向 Harness-Engine 配对协议,在 SCBench 上取得 1.61 倍批量加速、首 token 中位延迟降低 2.23 倍,在 BrowseComp-Plus 与 DeepResearchBench 上端到端加速分别为 1.23 倍和 2.45 倍,且未观察到任务质量下降。
