提示缓存

每次调用 GPT-4o 处理 10K token 的系统提示，都要重新计算。提示缓存让这些重复的前缀只计算一次——成本降低 90%，延迟降低 80%。

类型： 构建 语言： Python 前置条件： Phase 11 Lesson 11（缓存与成本） 预计时间： ~30 分钟

学习目标

• 理解各提供商的提示缓存机制
• 掌握缓存友好的提示布局
• 计算缓存的盈亏平衡点
• 理解缓存的陷阱和限制

各提供商缓存机制

Anthropic（cache_control）

from anthropic import Anthropic

client = Anthropic()

response = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-20250514",
    max_tokens=1024,
    system=[
        {
            "type": "text",
            "text": "很长的系统提示..." * 100,
            "cache_control": {"type": "ephemeral"}  # 标记为可缓存
        }
    ],
    messages=[
        {"role": "user", "content": "你好"}
    ],
)

缓存命中时：输入成本降低 90%（$3.00\to$0.30 per M token）。

OpenAI（自动缓存）

OpenAI 对长提示自动缓存，无需额外配置：

• 提示长度 >= 1024 token
• 提示前缀与近期请求匹配
• 缓存命中时输入成本降低 50%

Gemini（CachedContent）

from google.cloud import aiplatform

# 创建缓存
cached_content = aiplatform.CachedContent.create(
    model_name="gemini-1.5-pro",
    contents=[...],
    ttl=3600,  # 缓存 1 小时
)

缓存友好的提示布局

[可缓存部分 - 固定不变]     ← 放在最前面
  系统提示
  工具定义
  Few-shot 示例
  RAG 检索的文档

[不可缓存部分 - 每次不同]   ← 放在最后
  对话历史
  当前用户消息

关键原则： 将不变的上下文放在提示的前缀部分，变化的放在后缀部分。

盈亏平衡计算

缓存写入有额外成本（Anthropic 多收 25%）。盈亏平衡点：

$n=\frac{\text{写入额外成本}}{\text{每次节省成本}}=\frac{0.25}{0.90}\approx 0.28$

即：只要同一提示使用超过 2 次，缓存就划算。

陷阱

1. 缓存未命中不报错——只是按正常价格计费
2. 缓存有 TTL——过期后需要重新写入
3. 前缀必须完全匹配——一个字符的差异导致缓存失效
4. 最小长度要求——短提示无法触发缓存

关键术语

延伸阅读

• Anthropic Prompt Caching — Anthropic 缓存文档
• OpenAI Caching — OpenAI 缓存文档
• Gemini Context Caching — Gemini 缓存文档