模型路由:降本的基础原语

Learn~60 minutesPython (stdlib, toy cascading router simulator)先修要求: Phase 17 · 01 (Managed LLM Platforms), Phase 17 · 19 (AI Gateways)
动态代理(broker)会评估每个请求(任务类型、token 长度、embedding 相似度、置信度),把简单查询送给便宜模型,把复杂查询升级到前沿模型(frontier model)。这也叫模型级联(model cascading)。生产案例研究表明,在美国/英国/欧盟的部署中,同等质量下可降低 20-60% 的成本;在高流量 SaaS 上,30% 的路由效率提升会转化为每年六位数的节省。2026 年的背景是:LLM 推理价格每年下降约 10 倍——从 2022 年末到 2026 年,GPT-4 级别的 token 从 $20/M 降到约 $0.40/M。降幅大部分来自更好的服务栈(Phase 17 · 04-09),而不是硬件。路由就是把这场降价转化为利润、同时不让产品退化的一种方式。失效模式是便宜模型漂移:路由把 40% 流量推给较弱的模型,推理任务上质量下降 3-5%,一个季度都没人发现。要用在线质量指标来把守路由,而不仅仅依赖离线评估集。
学习目标
  • 解释模型级联:先跑便宜模型,做置信度检查,置信度低则升级。
  • 列举四种路由信号(任务分类、prompt 长度、与已知困难集的 embedding 相似度、首轮自置信度)。
  • 在目标路由比例和质量损失容忍度下,计算预期的混合成本。
  • 说出能发现便宜模型蠕变的漂移监控指标(在线质量门禁)。

问题

你的服务每月在 GPT-5 上花 $80k。分析显示 70% 的查询很简单:「巴黎现在几点?」「把这句话改写一下。」Haiku 级别的模型能以 3% 的成本完美处理这些。30% 需要 GPT-5 的推理能力——编程、数学、多步规划。

如果把 70% 路由到便宜模型、30% 到贵模型,在产品质量不变的前提下账单会降低约 65%。这就是路由。诀窍在于搭好这个代理,同时不让质量退化。

概念

四种路由信号

  1. 任务分类:简单/复杂/代码生成/数学/聊天。可以用基于规则的分类器、一个小型 LLM(Haiku 级别,$0.25/M),或与标注桶做 embedding 相似度。输出:route = cheap / balanced / frontier。
  1. prompt 长度:超过 4K token 的 prompt 往往需要前沿模型才能保持连贯。低于 500 token 的通常不需要。
  1. 与已知困难集的 embedding 相似度:如果查询和某个已知困难桶足够接近(余弦 > 0.88),直接升级到前沿模型。
  1. 首轮自置信度:先发给便宜模型;如果模型的 log-prob 显示置信度低,或者它拒绝回答,或者输出模棱两可的措辞,就在前沿模型上重试。这会为约 10% 的流量增加 P95 延迟,但为其余 90% 节省 50% 以上。

三种模式

预路由(Pre-route)(前置分类器):增加约 5-10ms 延迟;整体最快。

级联(Cascade)(先便宜,置信度低则升级):中位延迟约 1.2 倍(便宜模型一轮加校验),升级时约 2 倍。质量下限最好。

集成路由(Ensemble route)(对样本并行运行便宜和前沿模型,由奖励模型挑选):质量最高,成本也最高;只用于关键的 A/B 测试。

实现

AI 网关(Phase 17 · 19)提供路由能力。LiteLLM 有 router 配置,支持 fallback 和成本路由。Portkey 有 guard 和路由。Kong AI Gateway 提供基于插件的路由。OpenRouter 的模型市场提供推荐 API。

开源:RouteLLM(LMSYS)、Not Diamond(商业)、Prompt Mule。

2026 年的价格曲线

模型级别2022 年末2026 年变化
GPT-4 级别质量~$20/M~$0.40/M便宜 50 倍
前沿模型(GPT-5、Claude 4)—~$3-10/M新层级

改善的大部分来自服务效率——Phase 17 · 04-09 的核心课程变成了供应商侧的成本下降。路由让你在应用层捕获这些收益,而不必等所有用户都迁移到便宜档位。

漂移才是真正的风险

你的路由把 40% 流量送给便宜模型。六个月里,任务分布发生了变化(用户变得更专业,问题更长)。路由器没有察觉,因为它的分类器是在 Q1 数据上训练的。质量悄悄下降。没有人抱怨得足够大声。你是在输给竞争对手的基准测试里发现的。

用在线质量指标把守路由:

  • 每条路由的用户点赞/点踩。
  • 每条路由在留出样本(5%)上的自动 LLM 裁判。
  • 升级率:如果级联向上路由超过 30%,说明便宜模型被过度使用。
  • 每条路由的拒答率。

你应该记住的数字

  • 2026 年同等质量下的路由节省:案例研究为 20-60%。
  • 2022-2026 年 LLM 价格下降:总体约每年 10 倍。
  • GPT-4 级别 2022 vs 2026:~$20/M → ~$0.40/M。
  • 级联的延迟影响:中位约 1.2 倍,升级时约 2 倍(约 10% 流量)。
model-cascade-router静态版本未包含此交互图

使用它

code/main.py 在混合负载上模拟预路由、级联和集成路由。报告混合成本、质量损失和升级率。

交付它

本课产出 outputs/skill-router-plan.md。给定负载和质量预算,选择路由模式与信号。

练习

  1. 运行 code/main.py。在什么准确率下限,级联会胜过预路由?
  2. 你的用户群 30% 是企业版(复杂查询),70% 是免费版(简单)。设计路由分配。用哪个在线指标把守?
  3. 一条路由让质量下降 2%,但节省 40%。该上线吗?取决于产品——请论证正反两面。
  4. 用 OpenAI / Anthropic API 的 logprobs 实现置信度检查。你从什么阈值开始?
  5. 六个月里,升级率从 8% 攀升到 22%。诊断三种原因,并给出各自的修复方案。

关键术语

术语人们怎么说它实际指什么
模型路由「成本代理」按请求动态选择模型
模型级联「先便宜再升级」先跑便宜模型,置信度低时落到前沿模型
预路由「先分类」前置分类器;不重跑
集成路由「并行挑选」运行多个模型,由奖励模型选最优
升级率「向上路由百分比」级联请求中被升级的比例
RouteLLM「LMSYS 路由器」开源路由库
Not Diamond「商业路由器」SaaS 模型路由产品
漂移「便宜模型蠕变」分布变化而路由器未察觉
在线质量门禁「实时检查」对实盘流量采样做自动 LLM 裁判

延伸阅读

示意图共 1 张

cascade diagram
cascade

“Stay hungry, stay foolish.”

— Steve Jobs

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