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【端侧AI助手】端云协同:任务路由与分工验证

【端侧AI助手】端云协同:任务路由与分工验证

前文用“调大声音”“再大一点”说明本地 Agent 的执行与上下文。继续处理“查找这部电影的预告片,播放并调小声音”,还需要外部信息、步骤编排和设备状态。

端云协同有三个难点:依据端侧上下文决策路由,以统一软件协议维持端云一致,在准确率与成本之间确定分工比例。 上下文决定任务如何理解,一致性约束任务如何执行,质量与成本决定哪些任务值得留端。

场景示意|家庭影音助手。AI 生成,非产品实测。

1. 技术趋势:能力边界与协同分工

终端受内存、带宽、功耗和散热约束;云端能够投入更多计算,支持更大的模型与更长的推理链路。量化、蒸馏和硬件加速持续扩大本地能力,端云模型也分别适配各自的资源预算。[2]

沿当前趋势判断,未来三到五年,消费级终端仍难以在既定成本和响应预算内稳定覆盖通用复杂需求。近期由端云协同补足能力,高频且验证充分的任务逐步迁移到本地。

能端则端,需云则云。 本地满足质量、时延与资源要求时优先留端;超出能力的步骤,经上传许可和云端可用性检查后上云。

2. 竞品分析:设计逻辑与产品逻辑

从执行权限、本地能力和服务交接三个方面分析公开方案。

讯飞:执行权限与业务数据接入

场景与机制。 灵机通过本地模型、安全沙箱和系统级权限控制接入文件、网络及外设。[3] 星光将教学需求转成支持手势交互的课件,并关联作业、课堂与家校记录辅助准备家访材料。[6]

讯飞 1024 现场原图|60 / 30 / 10 为讯飞场景分工预估,口径见第 5 节。

设计启示。 模型规划需要连接受控工具和业务数据:执行器检查权限,数据接口提供可追溯的上下文。这种方式便于接入实际业务,接入成本主要在数据接口与权限治理;课件生成质量和终端交互时延分别验证。

阶跃星辰:感知与执行能力前移

场景与机制。 Step Edge 面向手机、车载等终端,将语音、屏幕理解、界面定位及工具调用放到本地,并用 NPU 引擎优化推理。官方采用简单任务本地响应、复杂推理与长链路任务上云的分工。[8][9]

阶跃星辰官方原图|GUI 操作与生产力评测,官方自测口径。[8][9]

设计启示。 本地处理需要连贯的感知、理解和动作执行。它减少高频操作的网络等待,效果取决于设备适配和本地能力覆盖。验收同时检查元素定位、工具参数和任务完成率。

Apple:统一入口中的服务交接

场景与机制。 Apple 2024 年的食材问答演示中,Siri 经用户确认,将请求交给 ChatGPT,并在原会话呈现建议。[1]

Apple 官方演示|食材需求 → 确认调用 ChatGPT → 返回建议。

设计启示。 外部调用需明确上下文范围与用户授权,将返回结果接回原会话。它扩展了回答能力,同时引入网络与服务等待,需要设置超时和失败反馈。

这些案例提供了权限治理、本地能力与服务交接的设计参考。落到设备助手,还需统一上下文和执行协议,并用同一任务集验证分工收益。

3. 决策路由:端侧上下文管理

全局上下文:维护、取用与回写

首轮方案把全局上下文管理器放在端侧基础服务层,供任务编排、路由和执行共用。它保存可追溯的会话实体、设备状态和任务进度,按用户、会话与任务隔离;云端使用经授权裁剪的任务快照。

例如,“再小一点”需要知道正在控制哪台设备、当前音量是多少、上一轮是否执行成功。管理器先关联对象,再刷新过期状态;对象仍不明确时追问,信息完整后再交给路由器选择路径。

环节
管理规则
采集与归一
用户输入转为实体与约束;设备事件、工具回读转为状态。每条记录保留来源、时间、作用域和版本,模型推断标为待验证。
保存与压缩
近期对话保留原文,较早历史摘要化;对象 ID、用户约束、待确认项与执行结果单独结构化保存。任务日志持久化,短期设备状态按有效期刷新。
生成任务快照
按当前步骤选取实体、依赖结果与剩余时限,记录读取的版本。路由检查对象、状态有效性与可用技能;缺失信息先补齐。
端云交接
云适配层从同一快照裁剪必要字段,附请求 ID、任务与快照版本;敏感内容按授权过滤,端云避免各自重建任务状态。
校验与回写
编排器检查请求有效性、任务版本与依赖状态,再执行计划。结果通过条件更新写入;旧版本提交被拒绝,设备事实以事件或回读为准。
取消与恢复
取消先记状态并使相关请求失效,再停止派发;重启后恢复任务日志,回读设备并核实在途动作,结果未知时先查询。

版本按会话、任务和状态依赖管理。 云端基于影片 A 的快照查找预告片时,用户切换到影片 B,相关版本随之更新。A 的迟到计划校验失败,编排器重新规划;无关状态变化无需使整个任务失效。

摘要压缩不得丢失用户约束和未完成步骤,模型生成内容须保留来源与验证状态。所有写入经过管理器校验,路由器只读快照;编排器更新任务进度,执行器提交动作结果。

三条路径及其适用条件

规则、端侧模型和云端模型共用工具协议与执行器,按理解、规划能力和当前预算选路。

路径
进入条件
执行方式与代价
本地规则
意图、对象、参数落入已验证范围
直接生成工具参数;响应稳定,表达覆盖有限
端侧模型
需要指代消解或有限步骤规划,本地质量与预算达标
输出结构化计划;可处理更多表达,增加推理与校验开销
云端模型
任务超出本地能力,上传许可与剩余时限满足
携带必要上下文请求规划;增加网络、服务等待与调用费用

例如,“再小一点”先绑定设备并读取当前音量,计算固定目标值后执行;“找预告片并播放”在对象明确、工具完备时可由本地编排联网检索。跨来源比较超出本地能力时,再携带必要快照请求云端规划。

质量、时延与资源共同约束选路

路由器读取端侧快照,先检查对象、状态有效性、技能和上传权限,再预测各候选路径的成功率与资源消耗。RouteLLM 用回答偏好学习强弱模型的相对优势。[4] 设备助手则以对象、参数和最终状态标注任务结果,校准本地成功率;高风险动作单设门槛。

路由技术原理|端侧上下文提供对象、状态与进度,路由器评估候选路径。虚线为离线校准反馈,每步选择一条路径。

时延估算覆盖排队、加载、推理及工具执行,云路径另计网络与服务等待。内存预算包含权重、KV Cache、工作区和业务预留,依据目标设备的冷启动、上下文长度与持续负载建档。

质量预测在校准集校准、独立集验收,记录“本地失败而云端成功”和“本地可完成却上云”两类误路由。前者损失质量或增加重试,后者增加调用成本;失败升级的策略需计入两段处理的时延与费用。

4. 端云一致:软件协议与状态

云端规划期间,用户可能切换影片、调整音量或取消任务。旧结果即使推理正确,也可能已经不适用于当前设备。软件设计需要统一任务语义、执行规则和状态反馈。端云可以采用不同模型与提示词;对象、单位、权限和成功判据遵循同一套定义,回答措辞可以不同。

上下文管理器保存权威记录,编排器负责推进任务状态。端云模型共用计划协议,候选结果经版本、权限和前置状态校验后执行,再将已确认结果写回上下文。

协同架构|端侧全局上下文服务统一管理状态;路由读取任务快照,执行结果受控回写,云端接收必要上下文。

统一协议与提交规则

设计项
处理规则
接口协议
统一任务、计划、工具参数、错误码和成功判据;适配器将模型输出转换为标准结构,协议版本不兼容时拒绝执行
上下文快照
使用端侧管理器提供的任务、步骤与版本;云端响应绑定请求 ID,返回后核对当前状态
结果提交
云端响应绑定请求 ID 与原版本;端侧检查任务仍有效、依赖已完成、权限及设备前置状态未变,再串行提交
重复与乱序
操作 ID 跨重试保持不变,执行日志去重;过期版本或已处理请求的回包丢弃,必要时重新规划
取消与恢复
取消先持久化新版本并停止派发;恢复时加载日志、核对设备状态,结果未知的动作先查询
对话反馈
端云共用对象标识、单位与结果结构;依据已提交状态反馈,区分完成、失败、取消与结果未知

上下文管理器负责语义状态的交接;各模型独立维护 KV Cache。执行器在动作前复核相关设备状态,动作后回读结果,防止计划生成至执行之间的状态变化。

执行异常与恢复边界

异常
恢复方式
理解或规划不达标
保留已完成步骤;许可与剩余预算满足时更换路径,重新规划未完成部分
动作超时,结果未知
先查执行日志及设备状态;工具支持幂等时沿用操作 ID 重试,否则停止自动重试
执行期间取消
停止派发后续动作;在途动作按实际结果回写,需撤销时单独判断是否支持补偿

版本检查、取消和步骤派发由同一端侧协调器串行处理。操作标识需贯穿执行器和工具后端;并发修改的设备状态需由后端条件执行或串行控制保护,后端不支持时应限制自动操作范围。

5. 端云比例:准确率与成本平衡

讯飞提出的 60% 纯端、30% 协同、10% 纯云是讯飞场景应用分工的预估。[7] 具体比例由业务构成、设备能力和路由策略共同决定。

先选策略,再统计比例

比例是路由策略在业务流量上的结果。首轮以质量达标后的成本最小化选择配置,同时约束时延、权限和设备资源。RouteLLM 与 Hybrid LLM 均研究了质量与调用成本的权衡,但其模型问答指标需替换为设备助手的任务判据。[4][5]

评估步骤
判断依据
定义准确率
控制与组合任务按对象、参数和最终状态判成功;问答按预设评分门槛判成功,各类分别报告
扫描策略
在校准集比较不同本地质量门槛与失败升级策略,得到每个配置的质量、时延和调用成本
选择配置
剔除不达标策略,再按业务权重比较每千轮总调用费用;成本接近时优先低时延配置
独立验收
冻结模型与阈值,验收质量及成本收益,统计实际端云比例;未达标则回到校准阶段

调用费用包含路由、上下文处理、云模型、远端工具及重试;本地推理失败后上云,两段消耗均记录。端侧算力、能耗与维护投入另列,跨机型比较时按约定折算,避免把本地处理视为零成本。

统一口径:每轮请求只计一次

以进入助手的用户轮次为分母,按理解、规划或生成任务的实际处理位置归类。失败、追问和取消均保留,结果另行标注。

路径
归类依据
仅端侧
任务由本地规则或模型处理
端云协同
端侧与云端均参与任务处理,包括本地失败后升级
仅云端
理解、规划或生成交由云端,本地承接输入与执行
未进入处理
尚未进入上述处理路径即结束的轮次

路径按实际发起的理解、规划或生成处理归类,规则解析也计入端侧。收音、路由分类及工具执行位置另记,远端语音与检索单独统计。

加权估算:业务频次 × 路径占比

将独立回放得到的各类路径占比,按真实业务频次加权。准确率与平均调用成本使用同一组业务权重,避免用大量简单任务掩盖复杂任务退化;无业务日志时按不同任务构成分别估算。

比例推导|质量与时延达标后比较成本,再按业务频次统计分工。表中为演算示例,非实测结果。

配套指标
统计方式
成功率与时延
各路径、各任务类型分别报告
完全本地成功率
无远端服务且成功的轮次 / 全部轮次
云模型参与率
协同与仅云两类占比之和
本地失败升级率
本地未达要求后转云的轮次 / 全部轮次
调用成本
每千轮总费用、相对云端基线的降幅;同时报告总费用 / 成功轮次

失败升级属于协同路径;预先安排的端云分步骤协作单独标记。模型、设备或业务构成变化后重新估算。

6. 实践验证:对照设计与验收标准

首轮实现范围

沿用前文的本地模型与播放器工具,覆盖音量、暂停、播放、内容查询,接入全局上下文管理器、任务编排器、路由器和云适配层。技能清单记录参数、前置状态、权限、超时及成功判据;音量以回读值验收,播放以状态与内容 ID 验收。

首轮采用能力规则与校准阈值,记录任务、步骤与操作 ID、上下文版本、路由原因、分段耗时及实际调用。学习型路由在积累成对任务结果后再评估。

测试集与对照方法

拟准备 1,200 条任务,校准与验收各 600 条,冻结配置后独立验收。

验证方案|本地、云端、协同三组共用输入和执行器。样本规模与测试流程为首轮计划,尚未执行。

样本划分与成功判据

任务类型
校准 / 验收
成功判据
设备控制
100 / 100
对象、动作与设备回读状态正确
连续指代
100 / 100
继承正确上下文,操作目标明确
组合任务
100 / 100
步骤依赖正确,最终状态符合要求
歧义请求
100 / 100
正确追问,未提前执行动作
开放问答
100 / 100
按正确性、相关性、完整性评分
异常恢复
100 / 100
正确恢复或反馈;取消后停止派发
合计
600 / 600
六类任务分别报告结果

同一任务的改写与音频不跨集合。预先标注期望结果;重复运行不增加独立样本数。

对照配置与观测指标

对照项
实验配置
主要记录
路由策略
A 本地、B 云端、C 协同;同题交替运行
成功率、两类误路由、每千轮费用
上下文管理
连续指代、状态过期、摘要压缩、并发更新、用户切换
对象绑定、约束保留、版本冲突拒绝与用户隔离
软件协议
同题端云处理;错误参数、协议版本不兼容
单位、权限、错误码与成功判据一致
输入链路
先文本,再用相同内容的音频
理解与路由表现、整链路时延
启动状态
冷启动、热启动分别运行
模型加载、首个反馈与完成时延
网络条件
正常网络、弱网与断网分档
云等待、超时、降级结果
持续负载
连续运行 30 分钟
内存、功耗、温度与时延变化
结果交接
云端处理期间切换对象;回包乱序、重复或延迟
过期结果被拒绝,当前对象与反馈一致
执行恢复
工具已生效但回执丢失;取消与派发竞争;进程重启
状态回读、去重记录与恢复后派发

三组共用设备、工具与执行器,固定模型、量化和网络档位;按任务类型分组报告成功、失败及超时。成本对照采用与准确率相同的业务权重,保留失败、取消与全部重试的费用。

首轮验收标准与交付物

以下为拟定目标,测试前按目标机型冻结。时延均从语音末帧起计。

维度
验收要求
设备控制
观察成功率 ≥ 99%
整体质量
协同相对云端基线的成功率差,单侧 95% 置信下界 ≥ −1 个百分点
本地响应
控制任务 P95 ≤ 800 ms
组合响应
首个有效反馈 P95 ≤ 3 s,完成时延 P95 ≤ 8 s
软件一致性
协议用例无对象、单位、权限与成功判据分歧;注入用例中过期结果被拒绝、动作不重复
成本收益
同一业务权重下,质量与时延达标,协同每千轮总调用费用低于云端基线
执行安全
取消提交后无新派发;未知结果不盲目重试,无越界上传
资源
峰值内存、功耗与持续运行时延满足机型预算

质量差用同题成对结果计算,证据不足时按预定方案扩样;修改策略后更换独立验收集。时延注明成功样本范围,同时报告全部任务的限时成功率。

交付能力清单、路由配置、分场景报告与回放日志。验收通过后小范围上线,按业务频次复核分工比例,质量或时延退化时回滚。

7. 总结:路由、一致性与分工

能端则端,需云则云。 端侧管理上下文,为路由提供完整且有效的任务状态;统一软件协议与提交规则,使处理位置变化后执行语义仍然一致;在准确率和时延达标的条件下比较总调用成本,得到适合当前业务的端云比例。

参考资料

[1] Apple:Introducing Apple Intelligence,2024。官方产品原图与端云分工。

[2] Apple:Foundation Language Models Tech Report 2025。端侧与服务器模型。

[3] 麒麟软件:科大讯飞全新一代 AIPC 发布,2026-10-23。灵机 N9000 算力、系统与权限方案。

[4] RouteLLM,2025 版本。路由学习与阈值控制。

[5] Hybrid LLM,2024。图 1 与第 4.5 节,质量指标与阈值校准。

[6] 讯飞智慧教育:从讯飞星光看教育智能化的底座与实践,2026-10-23。课堂交互、家访准备与官方现场图片。

[7] IT之家:科大讯飞 1024 开发者节,2026-10-26。发布会分工展望的媒体报道,非公开测试报告。

[8] 阶跃星辰:Step Edge 端侧模型,2026-07-12。端侧任务与云端复杂任务的分工。

[9] 阶跃星辰:Step Edge 技术博客。本地感知、GUI 执行与推理引擎。

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