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《GPT-OSS 模型全解析：OpenAI 回归开源的 Mixture-of-Experts 之路》

news 2025/8/21 11:59:32

一、引言

二、GPT-OSS 模型简介

1. 版本与定位

2. 架构设计与技术亮点

2.1 Mixture-of-Experts（MoE）架构

2.2 高效推理机制与优化技术

2.3 模型对比

三、模型部署

1. 安装相关依赖

1.1 uv 安装

1.2 conda 安装

1.3 Transformers 运行 gpt-oss

四、模型调用示例

五、Debug

总结

一、引言

2025 年 8 月，OpenAI 推出了自 GPT-2（2019 年） 以来首个开源权重的大型语言模型系列——GPT-OSS（Generative Pre-trained Transformer – Open-Source Series）。此次发布包含两款模型：gpt-oss-120b（117B 参数）和 gpt-oss-20b（21B 参数），均采用开放的 Apache 2.0 许可协议，标志着 OpenAI 向开源社区迈出了重要一步。

二、GPT-OSS 模型简介

1. 版本与定位

gpt-oss-120b：约 117B 总参数，适用于强推理需求，能在一张 80 GB GPU 上运行。
gpt-oss-20b：约 21B 参数，适用于边缘设备与轻量级部署，仅需 16 GB 显存。

两者都支持强链式思维（Chain-of-Thought）、工具调用与结构化输出格式，专为复杂推理和开发者定制场景设计。

2. 架构设计与技术亮点

2.1 Mixture-of-Experts（MoE）架构

GPT-OSS 延续 Transformer 模型框架，但每层引入 MoE 设计：

gpt-oss-120b：每层包含 128 个专家网络；每个 token 激活 4 个专家，活跃参数约为 5.1 B 。
gpt-oss-20b：每层 32 个专家，激活 4 个专家，活跃参数约为 3.6 B 。

这样能在保持模型表达能力的同时，大幅降低每次推理的计算与内存成本。

2.2 高效推理机制与优化技术

MXFP4 量化：MoE 权重采用4位量化，显存占用显著下降，使 gpt-oss-120b 能在 80GB GPU 上运行，gpt-oss-20b 可在 16 GB 内存设备上本地运行。
长上下文支持：通过 Rotary Position Embeddings 与 YaRN 技术，将上下文长度扩展至 131,072 tokens，适合长文档理解与复杂推理。
Attention 机制优化：混合局部稠密和带稀疏带的 Attention，组查询 Attention（Grouped Query Attention）减少延迟与内存占用。
Harmony 响应格式：采用统一响应格式并开源 o200k_harmony tokenizer，方便开发者统一接入 behavior 和规范。

gpt-oss系列不仅在标准任务中表现出色，其推理能力的优化也让它在多个实际应用中成为首选。两个模型的参数调整可以根据具体需求灵活设置，支持低、中、高三种推理力度，满足不同延迟需求的应用场景。开发者还可以根据具体需求，进行模型微调，以进一步优化其在特定任务中的表现。

2.3 模型对比

在多个标准化测试中，gpt-oss系列的表现相当突出，尤其是在MMLU、GPQA、以及竞赛数学等领域。以下是gpt-oss-120b和gpt-oss-20b与gpt-o3和o4-mini的对比数据：

三、模型部署

参考文档：How to run gpt-oss with vLLM

1. 安装相关依赖

1.1 uv 安装

# 安装vllm
uv venv --python 3.12 --seed
source .venv/bin/activate
uv pip install --pre vllm==0.10.1+gptoss \--extra-index-url https://wheels.vllm.ai/gpt-oss/ \--extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/nightly/cu128 \--index-strategy unsafe-best-match# 启动服务器并下载模型
# For 20B
vllm serve openai/gpt-oss-20b# For 120B
vllm serve openai/gpt-oss-120b

1.2 conda 安装

# 创建虚拟环境
conda create -n gpt_oss_vllm python=3.12
conda activate gpt_oss_vllm# 安装vllm
# 安装 PyTorch-nightly 和 vLLM
pip install --pre vllm==0.10.1+gptoss \--extra-index-url https://wheels.vllm.ai/gpt-oss/ \--extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/nightly/cu128
# 安装 FlashInfer
pip install flashinfer-python==0.2.10
# 安装 evalscope（评测工具，可选）
pip install evalscope[perf] -U

启动服务并下载模型

使用ModelScope下载模型（推荐）：

VLLM_ATTENTION_BACKEND=TRITON_ATTN_VLLM_V1 VLLM_USE_MODELSCOPE=true vllm serve openai-mirror/gpt-oss-20b --served-model-name gpt-oss-20b --trust_remote_code --port 8801

使用HuggingFace下载模型：

VLLM_ATTENTION_BACKEND=TRITON_ATTN_VLLM_V1 vllm serve openai/gpt-oss-20b --served-model-name gpt-oss-20b --trust_remote_code --port 8801

1.3 Transformers 运行 gpt-oss

官方文档： https://cookbook.openai.com/articles/gpt-oss/run-transformers

四、模型调用示例

vLLM 公开了与聊天完成兼容的 API和与响应兼容的 API，因此无需进行太多更改即可使用 OpenAI SDK。这是一个 Python 示例：

from openai import OpenAIclient = OpenAI(base_url="http://localhost:8000/v1",api_key="EMPTY"
)result = client.chat.completions.create(model="openai/gpt-oss-20b",messages=[{"role": "system", "content": "You are a helpful assistant."},{"role": "user", "content": "Explain what MXFP4 quantization is."}]
)print(result.choices[0].message.content)response = client.responses.create(model="openai/gpt-oss-120b",instructions="You are a helfpul assistant.",input="Explain what MXFP4 quantization is."
)print(response.output_text)