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Video DiT / Backbone Scaling 研究记录(2026-08-30)

对应正文:docs/generative-models/video-dit-backbones.md。本记录保存问题冻结、检索与筛选口径、first-public/formal 分离、数值协议、原创图生成与视觉验收,以及尚未运行的可证伪实验。它不是独立 benchmark,也不把作者自报结果升级为独立复现。

1. 为什么新增独立专章

仓库原来的 backbone 内容主要是总览表,尚未系统回答:

  • latent grid、patch 与 backbone token 的数量关系;
  • full、factorized、window、sparse、linear、recurrent、hybrid attention 的真实连边与复杂度;
  • cross-attention、AdaLN、Expert AdaLN、MMDiT/dual-stream→single-stream 与 MoE 的差异;
  • 3D RoPE、FPS、宽高比、frame packing 与训练网格外推;
  • token reduction、active/total parameters、NFE、quantization、parallelism、cache 的独立成本轴;
  • matched-backbone 与 fixed-checkpoint serving 两类公平实验。

现有总览把 cascade、rolling cache、autoregressive 和 MoE 放在同一 backbone 表中,容易把系统组合、执行方式、factorization 与网络内部路由混为一类。本轮因此新增机制专章,但不把 backbone 误列为新的应用任务。

2. 研究问题冻结

检索前固定以下问题,避免只追逐最新模型名:

  1. Video DiT 的最小接口是什么?它与 codec、objective、sampler 和 deployment 的责任边界在哪里?
  2. 当 \(N=T_pH_pW_p\) 时,dense、factorized、window、sparse 与 linear attention 的计算/显存主项分别是什么?
  3. “3D attention”“3D RoPE”“causal mask”和“3D VAE”是否是四个不同属性?
  4. 文本/视频融合中的 cross-attention、joint attention、dual→single stream 与 Expert AdaLN 分别做什么?
  5. noise-timestep MoE 是否是 token-routed MoE?total parameters、active parameters 和 resident memory 怎样分账?
  6. context/sequence parallel 是否降低算法总复杂度?通信、head 可整除与强扩展怎样报告?
  7. inter-step feature/cache、attention sparsity reuse、data-time KV cache 和 cross-depth residual reuse 是否相同?
  8. 线性、hybrid、稀疏、量化、少步蒸馏的作者速度怎样保留 protocol,避免倍数相乘?
  9. 什么反证会推翻“全局更一致”“线性无损扩展”“位置可外推”“cache 精确”等主张?

3. 检索日期、表面与代表查询

专项检索与 fresh-read 于 2026-08-30(Asia/Shanghai) 完成。搜索引擎只用于发现,最终教材事实回到正式 proceedings、作者稿、机构技术报告、官方代码或官方模型文档。

检索表面 代表查询 目的
CVF / ECCV / ICLR / PMLR / MLSys 正式页 site:openaccess.thecvf.com CVPR 2026 video diffusion attention sparse linear;site:proceedings.iclr.cc 2026 video generation attention;论文全名 核对正式标题、venue、作者摘要与协议数字
arXiv 作者稿 Video DiT full spatiotemporal attention 3D RoPE;SANA-Video 2.0;HunyuanVideo 1.5 SSTA 读取正式摘要未展开的方法、公式、消融和限制
官方 GitHub / 文档 Wan2.2 timestep expert routing;Open-Sora STDiT temporal RoPE;SANA Video 2 checkpoint 核对 release surface、配置、路由代码与“coming soon”状态
机制定向查询 video diffusion inter-step cache attention sparsity;distributed sparse attention video DiT;hybrid linear softmax video diffusion 找到 PAB、AdaCache、RAPID、DSA、BLADE、ReHyAt 等分支
反例查询 video DiT full attention divided attention ablation;linear attention unstructured sparse kernel limitation 主动找与“更高效必然更好”相冲突的作者证据

4. 纳入、排除与证据等级

4.1 纳入标准

  • 能直接支撑 backbone interface、attention topology、position/fusion、MoE、parallelism、cache 或 quantization 的机制主张。
  • 有可核验的 first-public 时间或正式 proceedings;正式状态与预印本/仓库状态分开。
  • 速度或质量数字必须能找到硬件、分辨率/帧数、步数、precision、计时边界或 baseline 中的至少主要项;缺项会在正文明确。
  • 开放性按 code、weights、config、training recipe、license 分面记录,不用“开源”一词代替全部发布面。

4.2 排除标准

  • 只凭产品名、演示或第三方博客猜测 block 结构。
  • 把图像 DiT/MMDiT 的实验直接写成视频运动证据;只把它们作为架构祖先。
  • 把 codec compression、patch size、attention sparsity、NFE、quantization 或多卡加速合并成一个“模型效率”。
  • 缺少同输出合同,却把不同分辨率、时长、步数、CFG、GPU 与计时范围的速度横排。
  • 把 TimeRipples 的比例估算写成已由兼容 sparse kernel 实测,或把 Wan2.2 的基础 Wan citation 当作独立 MoE 论文。

4.3 来源等级

等级 定义 可支撑 不可支撑
A 官方会议/期刊 proceedings 正式状态、公开论文的机制与作者实验 未公开产品实现、跨协议通用排序
B 作者 arXiv/技术报告 作者公开的结构、公式、消融、限制 同行评审与独立复现
C 作者/机构官方仓库、代码、模型卡或文档 release surface、配置、代码路径、运行条件 README 的质量/速度宣传成为独立结论
X 搜索摘要、第三方聚合/新闻/博客 发现候选 任何最终教材事实

5. 机制定义与命名消歧

易混名称 本轮操作定义 明确不等于
Video DiT 在视频 latent/patch token 上实现 denoising/score/velocity 等条件映射的 Transformer backbone diffusion objective、flow matching、sampler、video tokenizer
3D full attention 所有时空 video token 在一次 attention 中形成全连接 score graph 3D RoPE、3D VAE、文本也一定进入同一 self-attention
3D RoPE 在 head channel 子空间按 \(t,h,w\) 坐标旋转 \(Q,K\) 改变 attention topology 或降低复杂度
Expert AdaLN 文本/视频等模态使用专属 adaptive normalization 参数 token/top-k MoE、按噪声阶段切整套 expert
Noise-time MoE 根据 diffusion/flow 时间 \(\tau\) 选择 denoiser expert 沿视频时间 \(k\) 分段、content-adaptive token routing
Context/sequence parallel 将同一样本的 token/context 分给多设备 把全局 \(O(N^2)\) 总工作变成 \(O(N)\)
Inter-step cache 跨 denoising step \(\tau_i\rightarrow\tau_{i+1}\) 复用 activation、residual 或 attention 结果 causal AR 在视频时间上的 KV cache
Cross-depth reuse 在同一次 denoiser forward 的不同 block/layer 之间复用 feature inter-step cache;SANA2 AttnRes 属于这一类
Intra-attention reuse 在一次 attention 内复用相邻 token/channel 的 score 计算 inter-step cache;TimeRipples 属于这一类

6. 一手来源账本

6.1 2022–2025:从 U-Net 前史到 full/joint Video DiT

First-public → formal 工作 纳入机制 关键边界
2022-04-07 → NeurIPS 2022 Video Diffusion Models 3D U-Net;空间/时间操作分解;图像/视频联合训练 不是 DiT;扩展采样会累积漂移
2022-09-29 → ICLR 2023 Make-A-Video T2I U-Net 中函数保持地加入时间卷积/attention 不是 DiT;级联插帧/超分收益不能归给单 backbone
2022-10-05 → 无正式 venue Imagen Video 七模型时空超分级联 不是单一 backbone;代码/权重未发布
2022-12-19 → ICCV 2023 DiT latent patch ViT、adaLN-Zero、图像 scaling 图像架构桥梁,不是第一个 Video DiT
2023-12 → ECCV 2024 W.A.L.T. spatial window + spatiotemporal window 局部窗口限制直接全局通信;三级系统含多项贡献
2024-01-05 → TMLR 2025 Latte 四种 factorized Video DiT;space/time 交替 主要公开实验的时长/分辨率/数据规模有限
2024-02-15 → 技术报告 Sora report compressed latent + spacetime patch Transformer 未公开足以确认具体 block 首创的细节
2024-03 → ICML 2024 Stable Diffusion 3 / MMDiT separate modality weights + bidirectional joint fusion 图像架构祖先,不是视频时序实验
2024-03-17 release → 无正式 venue Open-Sora 1.0 / STDiT 分解 spatial/temporal attention;后续 temporal/3D RoPE 与 QK norm Open-Sora、Open-Sora Plan、Open-Sora 2.0 不可混称
2024-08 → ICLR 2025 CogVideoX joint full attention、Expert AdaLN、3D RoPE、frame packing Expert AdaLN 不是 MoE;作者消融不等于跨模型定理
2024-10-22 → 官方 artifact Mochi 1 / AsymmDiT 文本/视觉不同 width/MLP,joint attention Asymm 指模态容量,不是 causal/asymmetric attention
2024-12-03 → 作者报告/开放实现 HunyuanVideo 20 dual-stream + 40 single-stream full-attention blocks、3D RoPE 不是 60 层始终双流;13B/full attention 代价高
2024-12 → 作者预印本/开放实现 LTX-Video 高压缩 latent + full spatiotemporal attention 作者 H100 速度依赖输出、步数和精度
2025-02-14 → 作者报告/开放实现 Step-Video-T2V 30B;video token 3D full self-attention;文本独立 cross-attention “full”不表示文本与视频一定是 CogVideoX 式联合序列
2025-02-25 → 作者报告/开放实现 Wan2.1 full spatiotemporal video self-attention + umT5 cross-attention 1.3B/14B 是模型族;长序列 attention 仍是瓶颈
2025-07-28 → 官方 artifact Wan2.2 high/low-noise two-expert hard switch;总约 27B、每步 active 约 14B 无独立 Wan2.2 正式论文;不是 token-routed MoE

6.2 2025–2026:复杂度、复用、并行与量化

状态 工作 机制 保留的作者协议 / 不能越界之处
CVPR 2025 LinGen 线性复杂度长视频架构 “分钟级”是作者设置,需 matched quality/coverage
ICLR 2025 PAB attention output broadcast;broadcast sequence parallel 最高 10.5× 是作者协议,cache 为近似
ICCV 2025 AdaCache motion/content-adaptive cache schedule 最高 4.7× 为作者协议,需高速运动/scene cut 分桶
MLSys 2025 ScaleFusion distributed spatiotemporal attention、sharding 与通信重叠 32 vs 8 A100 强扩展 3.60× 为作者设置;不减少总 FLOPs
ICLR 2026 Oral SANA-Video ReLU-kernel Linear DiT;block-wise cumulative \(O(d^2)\) state 训练 12 天×64 H100、分钟级/720p/5090 数字均为不同作者协议
2026-07-23 preprint/部分开放 SANA-Video 2.0 / official docs 75% gated linear + 25% softmax anchor;AttnRes 严格渐近仍含 \(O(N^2)\);快照日只核验到 5B checkpoint,14B coming soon
CVPR 2026 LinVideo selective post-training conversion to Hedgehog linear attention;ADM 单 H100/batch1/50-step:1.43–1.71×;4-step 15.9–20.9×,不能拆掉 NFE 条件
CVPR 2026 RAPID 一次 dense block-score 后缓存 mask/score,跨 step 调密度 单 A100 Turbo:Wan 1.79×、Hunyuan 2.01×;两模型 prompt protocol 不同
CVPR 2026 TimeRipples 同一 attention 内按 \(Q/K\) 时空局部相似复用部分 score 论文说 FA 不支持该非结构稀疏;2.31–2.66× 含比例估算,不是部署 kernel 实测
ICLR 2026 DSA distributed sparse attention + scheduling 8 GPU:vs distributed 1.43×、vs single GPU 10.79×,不可与单卡算法横排
ICLR 2026 BLADE data-free joint adaptive block sparsity + step distillation 8.89–14.10× 同时改变 sparsity 与 NFE,不能当 attention-only 加速
ICLR 2026 VMoBA recurrent 1D/2D/3D block partition、global/threshold selection 训练/推理 FLOPs 与 latency speedup 必须分开
CVPR 2026 Attention Surgery cost-aware softmax/linear hybrid post-training 不是 from-scratch universal linear architecture
CVPR 2026 ReHyAt recurrent chunk-wise hybrid attention、constant-memory state 作者训练预算/速度需随协议引用
ICLR 2025 ViDiT-Q image/video DiT quantization 量化证据不能自动外推到所有 kernel/GPU
ICLR 2026 QuantSparse quantization + attention sparsification 联合压缩 HunyuanVideo-13B 的 3.68× storage、1.88× E2E 是作者设置

TimeRipples 的两个官方记录存在源数据差异:arXiv 2511.12035 当前元数据写作 Timeripple、第一作者为 Wenxuan Miao,CVPR 2026 正式页写作 TimeRipples、第一作者为 Wenxuan Mao。书目 registry 保留 first-public arXiv 快照,正文优先引用正式版标题与作者;这不是本仓库自行改名或推断作者身份。 | CVPR 2026 | DeltaQuant | 4-bit + spatiotemporal delta smoothing | 需保留 calibration、precision 与硬件协议 |

7. 数值协议审计样例

工作 作者数字 同时发生的变量 教材允许的表述
LinVideo 50-step 1.43–1.71×;4-step 15.9–20.9× attention conversion + 后者 DMD2/step reduction 分别写;不能称 linear attention 单独 20.9×
RAPID Turbo 1.79× / 2.01× density schedule、模型、帧数和 prompt protocol “单 A100 作者设置”并保留模型名
DSA 8 GPU 1.43× vs distributed、10.79× vs single device count + sparse/distributed execution 不能和单卡 sparse 数字横排
SANA2 DiT-forward 3.2× 单 H100 BF16、batch1、warm-up、CUDA event;排除 text/VAE,AttnRes off 不能改写为完整生成 3.2×
SANA2 Sol-Engine B200 3.58× / H100 2.84× sparse + cache + NFE 50→33 等集成栈 只称作者集成 serving recipe,不拆成可相乘模块
TimeRipples 2.31–2.66× attention saving 比例估算;缺兼容非结构 sparse kernel 标成估算,不称已实测 E2E deployment
Wan2.2 5B 单消费 GPU,5 秒 720p 少于 9 分钟 具体 checkpoint、offload/precision 与官方命令 不能赋给 A14B;A14B 单卡命令另需至少 80GB

8. 原创图记录

8.1 文件与完整性

  • 文件:assets/diagrams/video-dit-compute-contract.png
  • 类型:PNG,RGB,1672×941,8-bit sRGB
  • 大小:1,334,186 bytes(ImageMagick 显示约 1.272 MiB)
  • SHA-256:290dea8037c5660c28cae37820bc7851127e7c706e75e56971942ccf12721697
  • 生成方式:OpenAI image generation;全新原创教学图,不要求模仿任何论文图或品牌视觉。

8.2 最终提示词(原文)

Use case: scientific-educational Asset type: original handbook infographic for an advanced Video Generation 101 chapter Primary request: Create a clean, publication-quality 16:9 landscape scientific infographic titled exactly "VIDEO DiT: WHERE THE COMPUTE GOES". Explain the compute path of a video diffusion transformer without copying any paper figure. Scene/backdrop: bright white classroom/technical-report background, generous whitespace, crisp vector-like flat design. Composition/framing: four numbered panels flowing left to right, then a full-width warning strip at the bottom. Panel 1 exact heading: "1 TOKEN BUDGET". Show a small video/latent cube labeled exactly "T' × H' × W'" being patchified into a sequence labeled exactly "N TOKENS". Visually show that longer duration and higher resolution increase N. Panel 2 exact heading: "2 ATTENTION TOPOLOGIES". Show five small, clearly different connection/matrix icons with exact labels: "FULL O(N²)", "FACTORIZED", "WINDOW / SPARSE", "LINEAR O(N)", "HYBRID". Use distinct shapes and line patterns, not color alone. Do not imply one is always best. Panel 3 exact heading: "3 SCALING LEVERS". Show four stacked levers with exact labels: "TOKEN REDUCTION", "ATTENTION DESIGN", "NOISE-TIME EXPERTS", "PARALLELISM + CACHE". Make clear that noise-time experts route between experts across denoising stages, while parallelism distributes work rather than removing all work. Panel 4 exact heading: "4 EVIDENCE GATES". Show a checklist with exact labels: "SAME OUTPUT CONTRACT", "TOTAL FLOPs", "WALL LATENCY", "PEAK VRAM", "COMMUNICATION", "QUALITY + COVERAGE". Bottom warning text, verbatim and prominent: "Fewer attention FLOPs do not automatically mean faster end-to-end video generation." Style/medium: polished technical infographic, consistent bold sans-serif typography, dark navy text, restrained Okabe-Ito colorblind-safe blue/orange/green/purple accents, high contrast, 1-2 pt dark outlines, no gradients required. Scientific constraints: attention topology and scaling levers are separate; token reduction, attention sparsity/linearity, timestep-expert routing, distributed parallelism, denoising-step reduction, and caching are not interchangeable. No fabricated metrics, no model logos, no paper names, no benchmark scores. Accessibility constraints: readable at repository page width, direct labels, redundant shapes and line styles, grayscale interpretable. Avoid: tiny text, decorative circuitry, pseudo-code, excessive arrows, overlapping elements, cropped labels, extra words, watermarks, logos.

8.3 视觉与语义验收

2026-08-30 使用原分辨率彩色图与 ImageMagick 灰度副本分别人工检查:

  • 通过:文字。 标题、四个 panel、五种 topology、四种 scaling lever、六项 evidence gate 和底部警告均可读;未见乱码、伪词、裁切或重叠。
  • 通过:结构。 四栏从 token budget → topology → scaling lever → evidence gate;noise-time expert 图沿 denoising steps 路由,不会误读为视频帧路由。
  • 通过:边界。 parallelism + cache 与 attention design 分栏;图中没有论文名、模型 Logo、benchmark 或虚构数字。
  • 通过:灰度。 边框、编号、线型、矩阵/节点形状和复选框在去色后仍可区分,语义不依赖颜色。
  • 通过:尺寸。 16:9 近似比例,正文页宽下标题与关键标签清晰。
  • 保留限制。 “LINEAR O(N)”是教学层的序列渐近标签;正文已说明具体 kernel 可能是 \(O(Nrd)\) 或 \(O(Nd^2)\),hybrid 只要保留固定比例 dense layer,严格渐近仍含 \(O(N^2)\)。

灰度副本仅用于本地 QA,路径 /tmp/video-dit-compute-contract-gray.png,不作为仓库资产提交。

9. 尚未运行的实验

9.1 BackboneFork-1

从头训练、同时做 parameter-matched 与 training-FLOP-matched 的 U-Net/full/factorized/window-sparse/linear-recurrent 比较。冻结 codec、patch、数据及顺序、text encoder、objective、sampler/NFE/CFG、输出、训练 tokens、precision 和 hardware。按 \(\tau\) 分桶 target error,同时测质量/覆盖、长程/绑定、网格外推和成本斜率。

9.2 ServeFork-1

固定 checkpoint 权重、prompt、seed、sampler、NFE、CFG、输出和 decode,逐项改变等价 fused kernel 或无需训练的 sparse 近似执行、inter-step cache、quantization 和 device parallelism;最后再测明确列出全部变更的集成 serving recipe。需要校准、蒸馏或后训练优化的 linearization / learned sparse router 进入独立的 ServeFork-1b converted-checkpoint 分叉,另报转换数据、更新步数、训练 FLOPs、参数变化和转换时间,不能记作固定 checkpoint 的纯 kernel 加速。

两者目前均为预注册协议草案,尚未运行。正文只把它们作为可证伪方法,不声称已有实验结果。

10. 本轮结论边界

  1. 2024–2025 的规模化路线从 factorized/window 扩展到 full/joint、多流与非对称容量,但不存在一个经完全匹配实验确认的全局最佳 topology。
  2. 2025–2026 的 frontier 是多条正交线:linear/hybrid、structured/dynamic sparse、inter-step reuse、cross-depth reuse、distributed execution、quantization 与少步;不能把论文倍数直接相乘。
  3. Video DiT 的公平比较必须先冻结 representation、objective、sampler、condition 与 output contract,再分别报告算法成本、kernel 实现和多卡通信。
  4. 本轮没有训练大模型、没有运行公开 checkpoint benchmark,也没有独立复现作者速度;所有定量结果均标为作者协议。