Welcome to the Awesome-LLM-Inference-Engine repository!
A curated list of LLM inference engines, system architectures, and optimization techniques for efficient large language model serving. This repository complements our survey paper analyzing 25 inference engines, both open-source and commercial. It aims to provide practical insights for researchers, system designers, and engineers building LLM inference infrastructure.
Our work is based on the following paper: Survey on Inference Engines for Large Language Models: Perspectives on Optimization and Efficiency
LLM services are evolving rapidly to support complex tasks such as chain-of-thought (CoT), reasoning, AI Agent workflows. These workloads significantly increase inference cost and system complexity.
This repository categorizes and compares LLM inference engines by:
We classify LLM inference engines along the following dimensions:
The following table compares 26 open-source and commercial LLM inference engines along multiple dimensions including organization, release status, GitHub trends, documentation maturity, model support, and community presence.
| Framework | Organization | Release Date | Open Source | GitHub Stars | Docs | SNS | Forum | Meetup |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | Community (Ollama) | Jun. 2023 | โ | 136K | ๐ | โ | โ | โ |
| llama.cpp | Community (ggml.ai) | Mar. 2023 | โ | 77.6K | ๐ก | โ | โ | โ |
| vLLM | Academic (vLLM Team) | Feb. 2023 | โ | 43.4K | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | Big Tech (Microsoft) | Nov. 2023 | โ | 37.7K | โ | โ | โ | โ |
| Unsloth | Startup (Unsloth AI) | Nov. 2023 | ๐ท | 36.5K | ๐ก | โ | โ | โ |
| MAX | Startup (Modular Inc.) | Apr. 2023 | ๐ท | 23.8K | ๐ | โ | โ | โ |
| MLC LLM | Community (MLC-AI) | Apr. 2023 | โ | 20.3K | ๐ | โ | โ | โ |
| llama2.c | Community (Andrej Karpathy) | Jul. 2023 | โ | 18.3K | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | Big Tech (Microsoft) | Oct. 2024 | โ | 13.6K | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | Academic (SGLang Team) | Jan. 2024 | โ | 12.8K | ๐ | โ | โ | โ |
| LitGPT | Startup (Lightning AI) | Jun. 2024 | โ | 12.0K | ๐ก | โ | โ | โ |
| OpenLLM | Startup (BentoML) | Apr. 2023 | ๐ท | 11.1K | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | Big Tech (NVIDIA) | Aug. 2023 | ๐ท | 10.1K | โ | โ | โ | โ |
| TGI | Startup (Hugging Face) | Oct. 2022 | โ | 10.0K | ๐ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | Academic (SJTU-IPADS) | Dec. 2023 | โ | 8.2K | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | Startup (MMDeploy) | Jun. 2023 | โ | 6.0K | ๐ | โ | โ | โ |
| LightLLM | Academic (Lightllm Team) | Jul. 2023 | โ | 3.1K | ๐ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | Academic (UW Efeslab) | Aug. 2024 | โ | 0.7K | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | Academic (PKU) | Jan. 2024 | โ | 0.5K | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | Big Tech (Microsoft) | May. 2024 | โ | 0.3K | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | Big Tech (Microsoft) | Nov. 2023 | โ | 0.3K | โ | โ | โ | โ |
| EIE | Startup (Elyne Corp) | Apr. 2026 | โ | 4 | ๐ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | Startup (FriendliAI Inc.) | Nov. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | Startup (Fireworks AI Inc.) | Jul. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
| GroqCloud | Startup (Groq Inc.) | Feb. 2024 | โ | -- | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | Startup (together.ai) | Nov. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
Legend:
We classify LLM inference optimization techniques into several major categories based on their target performance metrics, including latency, throughput, memory, and scalability. Each category includes representative methods and corresponding research publications.
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Dynamic Batching | Collects user requests over a short time window to process them together, improving hardware efficiency | Crankshaw et al. (2017), Ali et al. (2020) |
| Continuous Batching | Forms batches incrementally based on arrival time to minimize latency | Yu et al. (2022), He et al. (2024) |
| Nano Batching | Extremely fine-grained batching for ultra-low latency inference | Zhu et al. (2024) |
| Chunked-prefills | Splits prefill into chunks for parallel decoding | Agrawal et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Data Parallelism (DP) | Copies the same model to multiple GPUs and splits input data for parallel execution | Rajbhandari et al. (2020) |
| Fully Shared Data Parallelism (FSDP) | Shards model parameters across GPUs for memory-efficient training | Zhao et al. (2023) |
| Tensor Parallelism (TP) | Splits model tensors across devices for parallel computation | Stojkovic et al. (2024), Prabhakar et al. (2024) |
| Pipeline Parallelism (PP) | Divides model layers across devices and executes micro-batches sequentially | Agrawal et al. (2023), Hu et al. (2021), Ma et al. (2024), Yu et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| PTQ | Applies quantization after training | Li et al. (2023) |
| QAT | Retrains with quantization awareness | Chen et al. (2024), Liu et al. (2023) |
| AQLM | Maintains performance at extremely low precision | Egiazarian et al. (2024) |
| SmoothQuant | Uses scale folding for normalization | Xiao et al. (2023) |
| KV Cache Quantization | Quantizes KV cache to reduce memory usage | Hooper et al. (2024), Liu et al. (2024) |
| EXL2 | Implements efficient quantization format | EXL2 |
| EETQ | Inference-friendly quantization method | EETQ |
| LLM Compressor | Unified framework for quantization and pruning | LLM Compressor |
| GPTQ | Hessian-aware quantization minimizing accuracy loss | Frantar et al. (2022) |
| Marlin | Fused quantization kernels for performance | Frantar et al. (2025) |
| Microscaling Format | Compact format for fine-grained quantization | Rouhani et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| cuSPARSE | NVIDIA-optimized sparse matrix library | NVIDIA cuSPARSE |
| Wanda | Importance-based weight pruning | Sun et al. (2023) |
| Mini-GPTs | Efficient inference with reduced compute | Valicenti et al. (2023) |
| Token pruning | Skips decoding of unimportant tokens | Fu et al. (2024) |
| Post-Training Pruning | Prunes weights based on importance after training | Zhao et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Structured Sparsity | Removes weights in fixed patterns | Zheng et al. (2024), Dong et al. (2023) |
| Dynamic Sparsity | Applies sparsity dynamically at runtime | Zhang et al. (2023) |
| Kernel-level Sparsity | Optimizations at CUDA kernel level | Xia et al. (2023), Borstnik et al. (2014), xFormers (2022), Xiang et al. (2025) |
| Block Sparsity | Removes weights in block structures | Gao et al. (2024) |
| N:M Sparsity | Maintains sparsity in fixed N:M ratios | Zhang et al. (2022) |
| MoE / Sparse MoE | Activates only a subset of experts | Cai et al. (2024), Fedus et al. (2022), Du et al. (2022) |
| Dynamic Token Sparsity | Prunes tokens based on dynamic importance | Yang et al. (2024), Fu et al. (2024) |
| Contextual Sparsity | Applies sparsity based on context | Liu et al. (2023), Akhauri et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Full-Parameter Tuning | Updates all model parameters | Lv et al. (2023) |
| LoRA | Injects low-rank matrices for efficient updates | Hu et al. (2022), Sheng et al. (2023) |
| QLoRA | Combines LoRA with quantized weights | Dettmers et al. (2023), Zhang et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Prompt Caching | Caches responses to identical prompts | Zhu et al. (2024) |
| Prefix Caching | Reuses common prefix computations | Liu et al. (2024), Pan et al. (2024) |
| KV Caching | Stores KV pairs for reuse in decoding | Pope et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| PagedAttention | Partitions KV cache into memory-efficient pages | Kwon et al. (2023) |
| TokenAttention | Selects tokens dynamically for attention | LightLLM |
| ChunkedAttention | Divides attention into chunks for better scheduling | Ye et al. (2024) |
| FlashAttention | High-speed kernel for attention | Dao et al. (2022),Dao et al. (2023), Shah et al. (2024) |
| RadixAttention | Merges tokens to reuse KV cache | Zheng et al. (2024) |
| FlexAttention | Configurable attention via DSL | Dong et al. (2024) |
| FireAttention | Optimized for MQA and fused heads | Fireworks AI |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| EAGLE | Multi-token speculative decoding | Li et al. (2024a), Li et al. (2024b), Li et al. (2025) |
| Medusa | Tree-based multi-head decoding | Cai et al. (2024) |
| ReDrafter | Regenerates output based on long-range context | Cheng et al. (2024) |
| MineDraft | Batch parallel speculative decoding overlapping drafting and verification (vLLM plugin) | Tang et al. (2026) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| FSM / CFG | Rule-based decoding constraints | Willard et al. (2023), Geng et al. (2023), Barke et al. (2024) |
| Outlines / XGrammar | Token-level structural constraints | Wilard et al. (2023), Dong et al. (2024) |
| LM Format Enforcer | Enforces output to follow JSON schemas | LM Format Enforcer |
| llguidance / GBNF | Lightweight grammar-based decoding | GBNF, llguidance |
| OpenAI Structured Outputs | API-supported structured outputs | OpenAI |
| JSONSchemaBench | Benchmark for structured decoding | Geng et al. (2025) |
| StructEval | Benchmarks structured generation and conversion across 18 text and visual formats | Yang et al. (2026), Code |
| StructTest / SoEval | Tools for structured output validation | Chen et al. (2024), Liu et al. (2024) |
โ ๏ธ Due to GitHub Markdown limitations, only a summarized Markdown version is available here. Please refer to the LaTeX version in the survey paper for full detail.
| Framework | Linux | Windows | macOS | Web/API | x86-64 | ARM64/Apple Silicon | NVIDIA GPU (CUDA) | AMD GPU (ROCm/HIP) | Intel GPU (SYCL) | Google TPU | AMD Instinct | Intel Gaudi | Huawei Ascend | AWS Inferentia | Mobile / Edge | ETC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Adreno) | Moore Threads MTT |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | Tecorigin SDAA |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Adreno, ARM Mali, Apple) | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Snapdragon 8) | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | Groq LPU |
| Together Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| ๐งฉ Heterogeneous Devices | โ๏ธ Homogeneous Devices | |
|---|---|---|
| ๐ฅ Single-Node | EIE, llama.cpp, MAX, MLC LLM, Ollama, PowerInfer, TGI | bitnet.cpp, LightLLM, llama2.c, NanoFlow, OpenLLM, Sarathi-Serve, Unsloth, vAttention, Friendli Inference |
| ๐ง Multi-Node | DeepSpeed-FastGen, LitGPT, LMDeploy, SGLang, vLLM, Fireworks AI, Together Inference | DistServe, TensorRT-LLM, GroqCloud |
Legend:
| Framework | Dynamic Batching | Continuous Batching | Nano Batching | Chunked-prefills | Data Parallelism | FSDP | Tensor Parallelism | Pipeline Parallelism | Quantization | Pruning | Sparsity | LoRA | Prompt Caching | Prefix Caching | KV Caching | PagedAttention | vAttention | FlashAttention | RadixAttention | FlexAttention | FireAttention | Speculative Decoding | Guided Decoding |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | - | โ | - | - | - | - | โ | โ | โ | - | โ | โ | - | - | - | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | - | โ | - | - | - | - | - | - | โ | โ | โ | โ | โ | - | โ | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | - | - | - | - | โ | - | โ | โ | โ | โ | โ | - | - | - | - | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | - | - | - | - | - | โ | - | - | โ | - | โ | โ | โ | - | - | - | โ | โ | - | โ | โ | โ | โ |
| Framework | FP32 | FP16 | FP8 | FP4 | NF4 | BF16 | INT8 | INT4 | MXFP8 | MXFP6 | MXFP4 | MXINT8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
This radar chart compares 25 inference engines across six key dimensions: general-purpose support, ease of use, ease of deployment, latency awareness, throughput awareness, and scalability.


| Model | Friendli AIโ | Fireworks AI | GroqCloud | Together AIโก |
|---|---|---|---|---|
| DeepSeek-R1 | 3.00 / 7.00 | 3.00 / 8.00 | 0.75* / 0.99* | 3.00 / 7.00 |
| DeepSeek-V3 | - / - | 0.90 / 0.90 | - / - | 1.25 / 1.25 |
| Llama 3.3 70B | 0.60 / 0.60 | - / - | 0.59 / 0.79 | 0.88 / 0.88 |
| Llama 3.1 405B | - / - | 3.00 / 3.00 | - / - | 3.50 / 3.50 |
| Llama 3.1 70B | 0.60 / 0.60 | - / - | - / - | 0.88 / 0.88 |
| Llama 3.1 8B | 0.10 / 0.10 | - / - | 0.05 / 0.08 | 0.18 / 0.18 |
| Qwen 2.5 Coder 32B | - / - | - / - | 0.79 / 0.79 | 0.80 / 0.80 |
| Qwen QwQ Preview 32B | - / - | - / - | 0.29 / 0.39 | 1.20 / 1.20 |
| Hardware | Friendli AI | Fireworks AI | GroqCloud | Together AI |
|---|---|---|---|---|
| NVIDIA A100 80GB | 2.9 | 2.9 | - | 2.56 |
| NVIDIA H100 80GB | 5.6 | 5.8 | - | 3.36 |
| NVIDIA H200 141GB | - | 9.99 | - | 4.99 |
| AMD MI300X | - | 4.99 | - | - |
| Groq LPU | - | - | - | - |
This section presents an empirical study of 21 open-source LLM inference engines across both server-class GPUs and edge devices. All benchmarks were executed through a unified OpenAI-compatible interface, and GuideLLM (https://github.com/vllm-project/guidellm) was used to generate load, measure latency, and ensure reproducible evaluation across engines.
Hardware
Engine Installation Notes
All 21 engines were installed and tested individually.
Model Execution Feasibility
Not all engines supported the same models across devices. Some engines:
Only Ollama and LLaMA.cpp ran reliably on Jetson.
All requests were issued using GuideLLM, with a consistent API schema for fair comparison.
Metrics:
Workload design:
Evaluated primarily on Ollama, LLaMA.cpp, and MLC LLM with 4-bit models.
TTFT
TBT
Throughput Under Concurrency
Token Throughput Meta-Llama-3.1-8B:
End-to-End Latency
Most engines converge around 15โ17 seconds at concurrency 16.
Stability
Focus on high-performance engines: TensorRT-LLM, vLLM, LMDeploy, TGI.
TTFT
TBT
Requests/s (Llama-2-7B) Concurrency 64:
Token Throughput (Llama-2-7B, concurrency 64)
Some models (e.g., Qwen2.5) favor LMDeploy or vLLM due to kernel specialization.
Latency & Stability
Only Ollama and LLaMA.cpp passed all tests.
TTFT
Llama-3.1-8B:
Small models (<1Bโ2B):
8B+ models: TTFT grows to 30โ40s โ impractical.
TBT
Throughput
8B models:
14B models:
Latency Concurrency 4:
Edge-viable range: 1Bโ4B models, concurrency 1โ2
Server
Edge
Key Takeaways
LLM inference engines are rapidly evolving, but several important challenges remain open. Below we summarize key future directions and how they relate to system and model design.
Modern LLMs are pushing context windows from tens of thousands to millions of tokens, which causes KV cache size and memory usage to grow dramatically. This trend raises several needs:
Overall, long-context support requires combining cache management, context compression, and streaming attention rather than relying on a single technique.
LLMs are increasingly used for complex reasoning tasks, such as multi-step problem solving, autonomous chain-of-thought (CoT) generation, and tool-based workflows:
Inference engines must balance application requirements against system constraints:
Low-rank decomposition thus complements engine-level optimization. Engines that already support post-training quantization (e.g., via libraries like Unsloth) can further improve efficiency by adding low-rank modules, enabling personal and edge deployment of larger models.
As LLMs spread across domains, alignment (usefulness, safety, policy compliance, tone) becomes as important as raw task accuracy:
Alignment does not reduce parameter counts, so engines must still combine alignment-aware models with quantization, KV caching, and smart batching to meet real-time service goals.
Generative AI workloads based on Transformers and diffusion models demand more sophisticated kernel design:
The demand for on-device and on-premise inference is growing due to privacy, latency, and offline requirements:
Engines that support training loops can integrate KD directly; otherwise, they can still support light-weight distillation via student generation from teacher outputs.
LLM inference is no longer GPU-only. TPUs, NPUs, FPGAs, ASICs, and PIM/NDP platforms are increasingly relevant:
Broad heterogeneous support requires careful co-design across engines, compilers, runtimes, and hardware vendors.
Most existing inference engines are text-centric, but real-world intelligence requires multimodal capabilities:
Inference engines must evolve beyond text-only assumptions to support these heterogeneous inputs and computations.
Although Transformers still dominate, alternative and hybrid architectures are rapidly emerging:
LLM inference introduces new security risks:
Large-scale LLM services require robust orchestration and serving platforms:
As LLM services scale to tens or thousands of GPUs and multiple agents, inference engines must incorporate capabilities like distributed expert placement, KV cache sharing, and high-performance communication to meet real-world service-level objectives.
In summary, future LLM inference engines must evolve from โfast Transformer executorsโ into general-purpose, alignment-aware, secure, and hardware-conscious platforms that can:
This holistic view of optimizationโacross models, engines, hardware, and serving platformsโwill be crucial for building robust, scalable LLM systems.
We welcome community contributions! Feel free to:
MIT License. See LICENSE for details.
@misc{awesome_inference_engine,
author = {Sihyeong Park, Sungryeol Jeon, Chaelyn Lee, Seokhun Jeon, Byung-Soo Kim, and Jemin Lee},
title = {{Awesome-LLM-Inference-Engine}},
howpublished = {\url{https://github.com/sihyeong/Awesome-LLM-Inference-Engine}},
year = {2025}
}
@article{10.1145/3803798,
author = {Park, Sihyeong and Jeon, Sungryeol and Lee, Chaelyn and Jeon, Seokhun and Kim, Byung-Soo and Lee, Jemin},
title = {A Survey on Inference Engines for Large Language Models: Perspectives on Optimization and Efficiency},
year = {2026},
publisher = {Association for Computing Machinery},
address = {New York, NY, USA},
issn = {2157-6904},
url = {https://doi.org/10.1145/3803798},
doi = {10.1145/3803798},
note = {Just Accepted},
journal = {ACM Trans. Intell. Syst. Technol.},
month = mar,
keywords = {Large Language Model, Transformer, Inference Engine, Framework, Optimization}
}
Welcome to the Awesome-LLM-Inference-Engine repository!
A curated list of LLM inference engines, system architectures, and optimization techniques for efficient large language model serving. This repository complements our survey paper analyzing 25 inference engines, both open-source and commercial. It aims to provide practical insights for researchers, system designers, and engineers building LLM inference infrastructure.
Our work is based on the following paper: Survey on Inference Engines for Large Language Models: Perspectives on Optimization and Efficiency
LLM services are evolving rapidly to support complex tasks such as chain-of-thought (CoT), reasoning, AI Agent workflows. These workloads significantly increase inference cost and system complexity.
This repository categorizes and compares LLM inference engines by:
We classify LLM inference engines along the following dimensions:
The following table compares 26 open-source and commercial LLM inference engines along multiple dimensions including organization, release status, GitHub trends, documentation maturity, model support, and community presence.
| Framework | Organization | Release Date | Open Source | GitHub Stars | Docs | SNS | Forum | Meetup |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | Community (Ollama) | Jun. 2023 | โ | 136K | ๐ | โ | โ | โ |
| llama.cpp | Community (ggml.ai) | Mar. 2023 | โ | 77.6K | ๐ก | โ | โ | โ |
| vLLM | Academic (vLLM Team) | Feb. 2023 | โ | 43.4K | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | Big Tech (Microsoft) | Nov. 2023 | โ | 37.7K | โ | โ | โ | โ |
| Unsloth | Startup (Unsloth AI) | Nov. 2023 | ๐ท | 36.5K | ๐ก | โ | โ | โ |
| MAX | Startup (Modular Inc.) | Apr. 2023 | ๐ท | 23.8K | ๐ | โ | โ | โ |
| MLC LLM | Community (MLC-AI) | Apr. 2023 | โ | 20.3K | ๐ | โ | โ | โ |
| llama2.c | Community (Andrej Karpathy) | Jul. 2023 | โ | 18.3K | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | Big Tech (Microsoft) | Oct. 2024 | โ | 13.6K | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | Academic (SGLang Team) | Jan. 2024 | โ | 12.8K | ๐ | โ | โ | โ |
| LitGPT | Startup (Lightning AI) | Jun. 2024 | โ | 12.0K | ๐ก | โ | โ | โ |
| OpenLLM | Startup (BentoML) | Apr. 2023 | ๐ท | 11.1K | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | Big Tech (NVIDIA) | Aug. 2023 | ๐ท | 10.1K | โ | โ | โ | โ |
| TGI | Startup (Hugging Face) | Oct. 2022 | โ | 10.0K | ๐ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | Academic (SJTU-IPADS) | Dec. 2023 | โ | 8.2K | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | Startup (MMDeploy) | Jun. 2023 | โ | 6.0K | ๐ | โ | โ | โ |
| LightLLM | Academic (Lightllm Team) | Jul. 2023 | โ | 3.1K | ๐ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | Academic (UW Efeslab) | Aug. 2024 | โ | 0.7K | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | Academic (PKU) | Jan. 2024 | โ | 0.5K | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | Big Tech (Microsoft) | May. 2024 | โ | 0.3K | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | Big Tech (Microsoft) | Nov. 2023 | โ | 0.3K | โ | โ | โ | โ |
| EIE | Startup (Elyne Corp) | Apr. 2026 | โ | 4 | ๐ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | Startup (FriendliAI Inc.) | Nov. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | Startup (Fireworks AI Inc.) | Jul. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
| GroqCloud | Startup (Groq Inc.) | Feb. 2024 | โ | -- | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | Startup (together.ai) | Nov. 2023 | โ | -- | ๐ก | โ | โ | โ |
Legend:
We classify LLM inference optimization techniques into several major categories based on their target performance metrics, including latency, throughput, memory, and scalability. Each category includes representative methods and corresponding research publications.
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Dynamic Batching | Collects user requests over a short time window to process them together, improving hardware efficiency | Crankshaw et al. (2017), Ali et al. (2020) |
| Continuous Batching | Forms batches incrementally based on arrival time to minimize latency | Yu et al. (2022), He et al. (2024) |
| Nano Batching | Extremely fine-grained batching for ultra-low latency inference | Zhu et al. (2024) |
| Chunked-prefills | Splits prefill into chunks for parallel decoding | Agrawal et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Data Parallelism (DP) | Copies the same model to multiple GPUs and splits input data for parallel execution | Rajbhandari et al. (2020) |
| Fully Shared Data Parallelism (FSDP) | Shards model parameters across GPUs for memory-efficient training | Zhao et al. (2023) |
| Tensor Parallelism (TP) | Splits model tensors across devices for parallel computation | Stojkovic et al. (2024), Prabhakar et al. (2024) |
| Pipeline Parallelism (PP) | Divides model layers across devices and executes micro-batches sequentially | Agrawal et al. (2023), Hu et al. (2021), Ma et al. (2024), Yu et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| PTQ | Applies quantization after training | Li et al. (2023) |
| QAT | Retrains with quantization awareness | Chen et al. (2024), Liu et al. (2023) |
| AQLM | Maintains performance at extremely low precision | Egiazarian et al. (2024) |
| SmoothQuant | Uses scale folding for normalization | Xiao et al. (2023) |
| KV Cache Quantization | Quantizes KV cache to reduce memory usage | Hooper et al. (2024), Liu et al. (2024) |
| EXL2 | Implements efficient quantization format | EXL2 |
| EETQ | Inference-friendly quantization method | EETQ |
| LLM Compressor | Unified framework for quantization and pruning | LLM Compressor |
| GPTQ | Hessian-aware quantization minimizing accuracy loss | Frantar et al. (2022) |
| Marlin | Fused quantization kernels for performance | Frantar et al. (2025) |
| Microscaling Format | Compact format for fine-grained quantization | Rouhani et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| cuSPARSE | NVIDIA-optimized sparse matrix library | NVIDIA cuSPARSE |
| Wanda | Importance-based weight pruning | Sun et al. (2023) |
| Mini-GPTs | Efficient inference with reduced compute | Valicenti et al. (2023) |
| Token pruning | Skips decoding of unimportant tokens | Fu et al. (2024) |
| Post-Training Pruning | Prunes weights based on importance after training | Zhao et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Structured Sparsity | Removes weights in fixed patterns | Zheng et al. (2024), Dong et al. (2023) |
| Dynamic Sparsity | Applies sparsity dynamically at runtime | Zhang et al. (2023) |
| Kernel-level Sparsity | Optimizations at CUDA kernel level | Xia et al. (2023), Borstnik et al. (2014), xFormers (2022), Xiang et al. (2025) |
| Block Sparsity | Removes weights in block structures | Gao et al. (2024) |
| N:M Sparsity | Maintains sparsity in fixed N:M ratios | Zhang et al. (2022) |
| MoE / Sparse MoE | Activates only a subset of experts | Cai et al. (2024), Fedus et al. (2022), Du et al. (2022) |
| Dynamic Token Sparsity | Prunes tokens based on dynamic importance | Yang et al. (2024), Fu et al. (2024) |
| Contextual Sparsity | Applies sparsity based on context | Liu et al. (2023), Akhauri et al. (2024) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Full-Parameter Tuning | Updates all model parameters | Lv et al. (2023) |
| LoRA | Injects low-rank matrices for efficient updates | Hu et al. (2022), Sheng et al. (2023) |
| QLoRA | Combines LoRA with quantized weights | Dettmers et al. (2023), Zhang et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| Prompt Caching | Caches responses to identical prompts | Zhu et al. (2024) |
| Prefix Caching | Reuses common prefix computations | Liu et al. (2024), Pan et al. (2024) |
| KV Caching | Stores KV pairs for reuse in decoding | Pope et al. (2023) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| PagedAttention | Partitions KV cache into memory-efficient pages | Kwon et al. (2023) |
| TokenAttention | Selects tokens dynamically for attention | LightLLM |
| ChunkedAttention | Divides attention into chunks for better scheduling | Ye et al. (2024) |
| FlashAttention | High-speed kernel for attention | Dao et al. (2022),Dao et al. (2023), Shah et al. (2024) |
| RadixAttention | Merges tokens to reuse KV cache | Zheng et al. (2024) |
| FlexAttention | Configurable attention via DSL | Dong et al. (2024) |
| FireAttention | Optimized for MQA and fused heads | Fireworks AI |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| EAGLE | Multi-token speculative decoding | Li et al. (2024a), Li et al. (2024b), Li et al. (2025) |
| Medusa | Tree-based multi-head decoding | Cai et al. (2024) |
| ReDrafter | Regenerates output based on long-range context | Cheng et al. (2024) |
| MineDraft | Batch parallel speculative decoding overlapping drafting and verification (vLLM plugin) | Tang et al. (2026) |
| Technique | Description | References |
|---|---|---|
| FSM / CFG | Rule-based decoding constraints | Willard et al. (2023), Geng et al. (2023), Barke et al. (2024) |
| Outlines / XGrammar | Token-level structural constraints | Wilard et al. (2023), Dong et al. (2024) |
| LM Format Enforcer | Enforces output to follow JSON schemas | LM Format Enforcer |
| llguidance / GBNF | Lightweight grammar-based decoding | GBNF, llguidance |
| OpenAI Structured Outputs | API-supported structured outputs | OpenAI |
| JSONSchemaBench | Benchmark for structured decoding | Geng et al. (2025) |
| StructEval | Benchmarks structured generation and conversion across 18 text and visual formats | Yang et al. (2026), Code |
| StructTest / SoEval | Tools for structured output validation | Chen et al. (2024), Liu et al. (2024) |
โ ๏ธ Due to GitHub Markdown limitations, only a summarized Markdown version is available here. Please refer to the LaTeX version in the survey paper for full detail.
| Framework | Linux | Windows | macOS | Web/API | x86-64 | ARM64/Apple Silicon | NVIDIA GPU (CUDA) | AMD GPU (ROCm/HIP) | Intel GPU (SYCL) | Google TPU | AMD Instinct | Intel Gaudi | Huawei Ascend | AWS Inferentia | Mobile / Edge | ETC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Adreno) | Moore Threads MTT |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | Tecorigin SDAA |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Adreno, ARM Mali, Apple) | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (Qualcomm Snapdragon 8) | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ (NVIDIA Jetson) | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | Groq LPU |
| Together Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| ๐งฉ Heterogeneous Devices | โ๏ธ Homogeneous Devices | |
|---|---|---|
| ๐ฅ Single-Node | EIE, llama.cpp, MAX, MLC LLM, Ollama, PowerInfer, TGI | bitnet.cpp, LightLLM, llama2.c, NanoFlow, OpenLLM, Sarathi-Serve, Unsloth, vAttention, Friendli Inference |
| ๐ง Multi-Node | DeepSpeed-FastGen, LitGPT, LMDeploy, SGLang, vLLM, Fireworks AI, Together Inference | DistServe, TensorRT-LLM, GroqCloud |
Legend:
| Framework | Dynamic Batching | Continuous Batching | Nano Batching | Chunked-prefills | Data Parallelism | FSDP | Tensor Parallelism | Pipeline Parallelism | Quantization | Pruning | Sparsity | LoRA | Prompt Caching | Prefix Caching | KV Caching | PagedAttention | vAttention | FlashAttention | RadixAttention | FlexAttention | FireAttention | Speculative Decoding | Guided Decoding |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | - | โ | - | - | - | - | โ | โ | โ | - | โ | โ | - | - | - | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | - | โ | - | - | - | - | - | - | โ | โ | โ | โ | โ | - | โ | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | - | - | - | - | โ | - | โ | โ | โ | โ | โ | - | - | - | - | - | โ | - | - | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | - | - | - | - | - | โ | - | - | โ | - | โ | โ | โ | - | - | - | โ | โ | - | โ | โ | โ | โ |
| Framework | FP32 | FP16 | FP8 | FP4 | NF4 | BF16 | INT8 | INT4 | MXFP8 | MXFP6 | MXFP4 | MXINT8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ollama | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LLaMA.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DeepSpeed-FastGen | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| unsloth | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MAX | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| MLC-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| llama2.c | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| bitnet.cpp | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| SGLang | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LitGPT | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| OpenLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TensorRT-LLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| TGI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| PowerInfer | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LMDeploy | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| LightLLM | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| NanoFlow | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| DistServe | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| vAttention | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Sarathi-Serve | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| EIE | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Friendli Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Fireworks AI | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| GroqCloud | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
| Together Inference | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ | โ |
This radar chart compares 25 inference engines across six key dimensions: general-purpose support, ease of use, ease of deployment, latency awareness, throughput awareness, and scalability.


| Model | Friendli AIโ | Fireworks AI | GroqCloud | Together AIโก |
|---|---|---|---|---|
| DeepSeek-R1 | 3.00 / 7.00 | 3.00 / 8.00 | 0.75* / 0.99* | 3.00 / 7.00 |
| DeepSeek-V3 | - / - | 0.90 / 0.90 | - / - | 1.25 / 1.25 |
| Llama 3.3 70B | 0.60 / 0.60 | - / - | 0.59 / 0.79 | 0.88 / 0.88 |
| Llama 3.1 405B | - / - | 3.00 / 3.00 | - / - | 3.50 / 3.50 |
| Llama 3.1 70B | 0.60 / 0.60 | - / - | - / - | 0.88 / 0.88 |
| Llama 3.1 8B | 0.10 / 0.10 | - / - | 0.05 / 0.08 | 0.18 / 0.18 |
| Qwen 2.5 Coder 32B | - / - | - / - | 0.79 / 0.79 | 0.80 / 0.80 |
| Qwen QwQ Preview 32B | - / - | - / - | 0.29 / 0.39 | 1.20 / 1.20 |
| Hardware | Friendli AI | Fireworks AI | GroqCloud | Together AI |
|---|---|---|---|---|
| NVIDIA A100 80GB | 2.9 | 2.9 | - | 2.56 |
| NVIDIA H100 80GB | 5.6 | 5.8 | - | 3.36 |
| NVIDIA H200 141GB | - | 9.99 | - | 4.99 |
| AMD MI300X | - | 4.99 | - | - |
| Groq LPU | - | - | - | - |
This section presents an empirical study of 21 open-source LLM inference engines across both server-class GPUs and edge devices. All benchmarks were executed through a unified OpenAI-compatible interface, and GuideLLM (https://github.com/vllm-project/guidellm) was used to generate load, measure latency, and ensure reproducible evaluation across engines.
Hardware
Engine Installation Notes
All 21 engines were installed and tested individually.
Model Execution Feasibility
Not all engines supported the same models across devices. Some engines:
Only Ollama and LLaMA.cpp ran reliably on Jetson.
All requests were issued using GuideLLM, with a consistent API schema for fair comparison.
Metrics:
Workload design:
Evaluated primarily on Ollama, LLaMA.cpp, and MLC LLM with 4-bit models.
TTFT
TBT
Throughput Under Concurrency
Token Throughput Meta-Llama-3.1-8B:
End-to-End Latency
Most engines converge around 15โ17 seconds at concurrency 16.
Stability
Focus on high-performance engines: TensorRT-LLM, vLLM, LMDeploy, TGI.
TTFT
TBT
Requests/s (Llama-2-7B) Concurrency 64:
Token Throughput (Llama-2-7B, concurrency 64)
Some models (e.g., Qwen2.5) favor LMDeploy or vLLM due to kernel specialization.
Latency & Stability
Only Ollama and LLaMA.cpp passed all tests.
TTFT
Llama-3.1-8B:
Small models (<1Bโ2B):
8B+ models: TTFT grows to 30โ40s โ impractical.
TBT
Throughput
8B models:
14B models:
Latency Concurrency 4:
Edge-viable range: 1Bโ4B models, concurrency 1โ2
Server
Edge
Key Takeaways
LLM inference engines are rapidly evolving, but several important challenges remain open. Below we summarize key future directions and how they relate to system and model design.
Modern LLMs are pushing context windows from tens of thousands to millions of tokens, which causes KV cache size and memory usage to grow dramatically. This trend raises several needs:
Overall, long-context support requires combining cache management, context compression, and streaming attention rather than relying on a single technique.
LLMs are increasingly used for complex reasoning tasks, such as multi-step problem solving, autonomous chain-of-thought (CoT) generation, and tool-based workflows:
Inference engines must balance application requirements against system constraints:
Low-rank decomposition thus complements engine-level optimization. Engines that already support post-training quantization (e.g., via libraries like Unsloth) can further improve efficiency by adding low-rank modules, enabling personal and edge deployment of larger models.
As LLMs spread across domains, alignment (usefulness, safety, policy compliance, tone) becomes as important as raw task accuracy:
Alignment does not reduce parameter counts, so engines must still combine alignment-aware models with quantization, KV caching, and smart batching to meet real-time service goals.
Generative AI workloads based on Transformers and diffusion models demand more sophisticated kernel design:
The demand for on-device and on-premise inference is growing due to privacy, latency, and offline requirements:
Engines that support training loops can integrate KD directly; otherwise, they can still support light-weight distillation via student generation from teacher outputs.
LLM inference is no longer GPU-only. TPUs, NPUs, FPGAs, ASICs, and PIM/NDP platforms are increasingly relevant:
Broad heterogeneous support requires careful co-design across engines, compilers, runtimes, and hardware vendors.
Most existing inference engines are text-centric, but real-world intelligence requires multimodal capabilities:
Inference engines must evolve beyond text-only assumptions to support these heterogeneous inputs and computations.
Although Transformers still dominate, alternative and hybrid architectures are rapidly emerging:
LLM inference introduces new security risks:
Large-scale LLM services require robust orchestration and serving platforms:
As LLM services scale to tens or thousands of GPUs and multiple agents, inference engines must incorporate capabilities like distributed expert placement, KV cache sharing, and high-performance communication to meet real-world service-level objectives.
In summary, future LLM inference engines must evolve from โfast Transformer executorsโ into general-purpose, alignment-aware, secure, and hardware-conscious platforms that can:
This holistic view of optimizationโacross models, engines, hardware, and serving platformsโwill be crucial for building robust, scalable LLM systems.
We welcome community contributions! Feel free to:
MIT License. See LICENSE for details.
@misc{awesome_inference_engine,
author = {Sihyeong Park, Sungryeol Jeon, Chaelyn Lee, Seokhun Jeon, Byung-Soo Kim, and Jemin Lee},
title = {{Awesome-LLM-Inference-Engine}},
howpublished = {\url{https://github.com/sihyeong/Awesome-LLM-Inference-Engine}},
year = {2025}
}
@article{10.1145/3803798,
author = {Park, Sihyeong and Jeon, Sungryeol and Lee, Chaelyn and Jeon, Seokhun and Kim, Byung-Soo and Lee, Jemin},
title = {A Survey on Inference Engines for Large Language Models: Perspectives on Optimization and Efficiency},
year = {2026},
publisher = {Association for Computing Machinery},
address = {New York, NY, USA},
issn = {2157-6904},
url = {https://doi.org/10.1145/3803798},
doi = {10.1145/3803798},
note = {Just Accepted},
journal = {ACM Trans. Intell. Syst. Technol.},
month = mar,
keywords = {Large Language Model, Transformer, Inference Engine, Framework, Optimization}
}