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AI API 降本LLM 成本优化Prompt CachingBatch API模型路由

AI API 降本 80%:2026 年 8 个实战省钱策略

2026年2月实战指南:Prompt Caching 省 90%、Batch API 打五折、智能路由节省 70%——8 个经过验证的 AI API 降本策略,含 OpenAI/Claude/Gemini/DeepSeek 代码示例。

DevTk.AI 2026-02-24

AI API 的成本问题,很多团队在产品原型阶段完全感知不到——因为每天就几百次调用,月费也就十几块钱。但一旦进入生产环境,用户量上来之后,账单往往会让人措手不及。一个中等规模的 SaaS 产品如果全量请求打到 Claude Sonnet 4.5 上,月费轻轻松松就能到 $3,000 以上。

好消息是,AI API 的优化空间比大多数人想象的要大得多。通过本文介绍的 8 个策略组合使用,实测可以将月度 API 支出降低 80% 甚至更多——而且不需要牺牲输出质量。

先看一个真实场景的前后对比,让你直观感受降本效果有多大。

实战案例:从 $3,150/月 降到 $420/月

假设你在运营一个 AI 写作助手产品,日均 1000 万输入 + 500 万输出 token,之前全量使用 Claude Sonnet 4.5。

优化前(全量 Claude Sonnet 4.5):

项目计算月费
输入300M tokens x $3.00/M$900
输出150M tokens x $15.00/M$2,250
合计$3,150/月

优化后(路由 + 缓存 + 批处理组合拳):

策略流量占比模型/方式月费
简单任务路由70%Gemini 2.5 Flash$70
中等任务20%Claude Sonnet 4.5 + Prompt Caching$126
复杂任务10%Claude Sonnet 4.5 原价$135
非实时批处理上述 30% 走 Batch再省 50%-$39
响应缓存命中约 15% 重复查询Redis 缓存-$52
合计~$420/月

节省:$2,730/月(87%)

这不是理论推算,而是 8 个具体策略叠加后的效果。下面逐个拆解。

策略 1:智能模型路由——立竿见影省 60-70%

这是降本效果最大、实施成本最低的一个策略。核心思路:不是每个请求都需要你最贵的模型。

大多数生产环境中,70% 的请求其实是简单任务——意图分类、内容过滤、格式提取、简单问答。这些任务用 Gemini 2.5 Flash($0.15/$0.60)或 DeepSeek V3.2($0.27/$1.10)就能胜任。只有真正复杂的任务才需要升级到 Claude Sonnet 或 GPT-5。

推荐的三级路由架构

层级流量占比推荐模型输入/输出价格
经济层70%Gemini 2.5 Flash / GPT-4.1 Nano$0.10-0.15 / $0.40-0.60
中端层20%Claude Sonnet 4.5 / GPT-4.1$2.00-3.00 / $8.00-15.00
旗舰层10%Claude Opus 4.5 / GPT-5$1.25-5.00 / $10.00-25.00

Python 实现:基于关键词的简单路由

from openai import OpenAI

# 初始化不同厂商的 client
flash_client = OpenAI(
    api_key="your-google-key",
    base_url="https://generativelanguage.googleapis.com/v1beta/openai/"
)

sonnet_client = OpenAI(
    api_key="your-anthropic-key",
    base_url="https://api.anthropic.com/v1/"
)

def classify_complexity(user_message: str) -> str:
    """简单的任务复杂度分类器"""
    simple_keywords = ["分类", "提取", "翻译", "摘要", "格式化", "是否"]
    complex_keywords = ["分析", "推理", "对比", "策略", "架构", "优化"]

    message_lower = user_message.lower()
    if any(kw in message_lower for kw in complex_keywords):
        return "complex"
    if any(kw in message_lower for kw in simple_keywords):
        return "simple"
    return "medium"

def route_request(user_message: str, system_prompt: str) -> str:
    complexity = classify_complexity(user_message)

    if complexity == "simple":
        # 70% 的请求走这里——Gemini Flash,$0.15/M 输入
        client = flash_client
        model = "gemini-2.5-flash"
    elif complexity == "medium":
        # 20% 的请求——Claude Sonnet
        client = sonnet_client
        model = "claude-sonnet-4-5-20241022"
    else:
        # 10% 复杂任务——也用 Sonnet,或者升级到 Opus
        client = sonnet_client
        model = "claude-sonnet-4-5-20241022"

    response = client.chat.completions.create(
        model=model,
        messages=[
            {"role": "system", "content": system_prompt},
            {"role": "user", "content": user_message},
        ]
    )
    return response.choices[0].message.content

更成熟的方案是用一个小模型(比如 GPT-4.1 Nano)先做一次路由分类,再把请求分发到对应模型。虽然多了一次 API 调用,但 Nano 的价格低到可以忽略($0.10/M),而路由带来的节省远超这个成本。

想知道不同模型组合下你的月费会是多少?用 AI 模型价格计算器 模拟不同路由比例的成本。

策略 2:Prompt Caching——输入成本直降 90%

如果你的每次 API 请求都携带相同的系统提示词(system prompt),Prompt Caching 可以把这部分重复输入的成本砍掉 90%。这是 Anthropic 和 OpenAI 都已经支持的特性,Gemini 也有类似的 Context Caching 机制。

各厂商缓存折扣对比

厂商缓存写入成本缓存命中折扣最低缓存 token 数
Anthropic基础价 x 1.2590% off1,024 tokens
OpenAI无额外费用50% off1,024 tokens
Google按小时计费约 75% off32,768 tokens

Anthropic 的缓存折扣最激进——命中后只收 10% 的输入价格。对于 Claude Sonnet 4.5,这意味着缓存部分的输入成本从 $3.00/M 降到 $0.30/M。

Claude Prompt Caching 代码示例

import anthropic

client = anthropic.Anthropic()

# 长系统提示词(通常 2000-5000 tokens)
SYSTEM_PROMPT = """你是一个专业的代码审查助手。
你需要按照以下维度进行代码审查:
1. 代码质量和可读性
2. 性能问题
3. 安全漏洞
4. 最佳实践
5. 错误处理
... (省略详细审查标准,实际可能有 3000+ tokens)
"""

response = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20241022",
    max_tokens=4096,
    system=[
        {
            "type": "text",
            "text": SYSTEM_PROMPT,
            "cache_control": {"type": "ephemeral"}  # 启用缓存
        }
    ],
    messages=[
        {"role": "user", "content": "审查这段 Python 代码:\n```python\ndef process(data):\n    ...```"}
    ]
)

# 查看缓存效果
print(f"缓存写入 token: {response.usage.cache_creation_input_tokens}")
print(f"缓存命中 token: {response.usage.cache_read_input_tokens}")

OpenAI Prompt Caching(自动生效)

OpenAI 的缓存更简单——不需要额外代码,只要 prompt 前缀相同且超过 1024 tokens,系统会自动缓存并给予 50% 折扣。

from openai import OpenAI
client = OpenAI()

# 只要保持 system prompt 一致,OpenAI 自动缓存
response = client.chat.completions.create(
    model="gpt-5",
    messages=[
        {"role": "system", "content": LONG_SYSTEM_PROMPT},  # 自动缓存
        {"role": "user", "content": user_query}
    ]
)

# 检查缓存命中
usage = response.usage
if hasattr(usage, 'prompt_tokens_details'):
    cached = usage.prompt_tokens_details.cached_tokens
    print(f"缓存命中 token: {cached}")

实际节省计算

以 Claude Sonnet 4.5 为例,system prompt 3000 tokens,每天 1 万次请求:

  • 不缓存: 3,000 x 10,000 x 30 x $3/M = $2,700/月
  • 开启缓存: 首次写入 $3.75/M + 后续命中 $0.30/M = ~$279/月
  • 每月节省:$2,421(90%)

这是所有策略中 ROI 最高的一个——零改动成本,只需要加几行代码。

策略 3:Batch API——非实时任务直接半价

OpenAI 和 Anthropic 都提供了批量 API,对非实时任务给予 50% 折扣。代价是结果不是立刻返回,而是在 24 小时内完成。

适合走 Batch API 的典型场景:

  • 内容审核队列
  • 批量文档翻译
  • 数据标注和清洗
  • 每日/每周报告生成
  • SEO 内容批量生产

OpenAI Batch API 代码示例

from openai import OpenAI
import json

client = OpenAI()

# 第一步:准备批量请求文件(JSONL 格式)
requests = []
for i, doc in enumerate(documents):
    requests.append({
        "custom_id": f"doc-{i}",
        "method": "POST",
        "url": "/v1/chat/completions",
        "body": {
            "model": "gpt-5",
            "messages": [
                {"role": "system", "content": "对以下文档生成摘要,不超过 200 字。"},
                {"role": "user", "content": doc}
            ],
            "max_tokens": 500
        }
    })

# 写入 JSONL 文件
with open("batch_input.jsonl", "w") as f:
    for req in requests:
        f.write(json.dumps(req) + "\n")

# 第二步:上传文件
batch_input = client.files.create(
    file=open("batch_input.jsonl", "rb"),
    purpose="batch"
)

# 第三步:创建批量任务
batch = client.batches.create(
    input_file_id=batch_input.id,
    endpoint="/v1/chat/completions",
    completion_window="24h"  # 24 小时内完成
)

print(f"批量任务 ID: {batch.id}")  # 轮询 batch.status 直到完成

Anthropic Message Batches

import anthropic

client = anthropic.Anthropic()

# 创建批量请求
batch = client.messages.batches.create(
    requests=[
        {
            "custom_id": f"task-{i}",
            "params": {
                "model": "claude-sonnet-4-5-20241022",
                "max_tokens": 1024,
                "messages": [{"role": "user", "content": text}]
            }
        }
        for i, text in enumerate(texts)
    ]
)

# 等待完成后获取结果
results = client.messages.batches.results(batch.id)

批量价格对比

模型标准输入/输出批量输入/输出节省
GPT-5$1.25 / $10.00$0.625 / $5.0050%
Claude Sonnet 4.5$3.00 / $15.00$1.50 / $7.5050%
GPT-4.1$2.00 / $8.00$1.00 / $4.0050%
Claude Haiku 4.5$1.00 / $5.00$0.50 / $2.5050%

一个容易被忽略的点:Batch API 可以和 Prompt Caching 叠加使用。也就是说,你可以在批量请求中也享受缓存折扣,两个折扣叠加后输入成本可以降到原价的 5%。

策略 4:选对厂商——同等质量,价格差 10 倍

2026 年的 AI API 市场有一个残酷的现实:不同厂商的经济型模型在大多数任务上差距不大,但价格可以差 10 倍甚至更多。

经济型模型横向对比

模型输入价格输出价格上下文综合性价比
GPT-4.1 Nano$0.10$0.401M极致低价 + 百万上下文
Gemini 2.5 Flash$0.15$0.601M免费额度 + 百万上下文
Mistral Small 3.1$0.20$0.60128K欧洲合规友好
DeepSeek V3.2$0.27$1.10128K中文能力最强
GPT-5 Mini$0.25$2.00400K继承 GPT-5 能力

关键结论: GPT-4.1 Nano($0.10/$0.40)和 Gemini 2.5 Flash($0.15/$0.60)是 2026 年纯文本任务的最低价选择,而且都支持百万级上下文。如果你的主要场景是中文,DeepSeek V3.2 在理解和生成质量上有优势,$0.27 的输入价格也足够便宜。

不同场景最优模型

场景最优选择原因
意图分类 / 内容过滤GPT-4.1 Nano$0.10,最便宜
中文摘要 / 翻译DeepSeek V3.2中文质量最好,$0.27
长文档处理Gemini 2.5 Flash$0.15 + 1M 上下文
代码生成 / 审查Claude Sonnet 4.5代码质量最高
复杂推理 / 分析GPT-5 / Claude Opus 4.5旗舰级能力
个人项目原型Gemini 2.5 Flash(免费层)完全免费

Gemini 的免费额度值得特别提一下:2.5 Flash 每分钟 500 次免费请求,不限日用量。对于原型开发和个人项目,这意味着完全零成本。其他厂商都没有这种持续免费的政策。

AI 模型价格计算器 输入你的实际日均 token 用量,一键对比所有模型的月费。

策略 5:优化 Prompt 长度——每减少 1000 token 都是钱

Token 是 API 计费的基本单位,更短的 prompt 直接等于更低的成本。很多开发者写完 prompt 就直接上线了,从来没有做过长度优化。实际上,经过系统优化的 prompt 通常可以比初稿短 30-50%,同时保持甚至提升输出质量。

具体优化手法

1. 精简系统提示词

# 优化前(287 tokens):
你是一个专业的客户服务助手。你的职责是回答用户关于我们产品的问题。
你需要保持友好和专业的态度。当你不确定答案时,请诚实地告诉用户
你不知道,而不是编造信息。请用中文回答所有问题。回答应该简洁明了,
不要超过 200 字。如果用户的问题涉及退款政策,请参考以下退款规则...

# 优化后(156 tokens):
角色:产品客服。规则:(1)中文回答 (2)不确定就说不知道 (3)限200字内。
退款政策:...

2. 压缩 Few-shot 示例

# 优化前(每个示例 ~150 tokens,5 个 = 750 tokens):
示例 1:
  用户输入:"我想退货"
  分类结果:"退货退款"
  解释:用户明确表达了退货意愿,属于退货退款类别。

# 优化后(每个示例 ~30 tokens,5 个 = 150 tokens):
示例:
  "我想退货" -> 退货退款
  "运费多少" -> 物流咨询
  "打折吗" -> 优惠活动

3. 使用 max_tokens 限制输出

# 如果你只需要短回复,设置 max_tokens 可以避免模型生成冗长输出
response = client.chat.completions.create(
    model="gpt-5",
    messages=[...],
    max_tokens=200  # 限制输出长度,减少输出 token 花费
)

节省估算

以 Claude Sonnet 4.5、每天 1 万次请求为例:

优化项减少 token 数月省
系统提示词精简-1,500 tokens/请求$1,350
Few-shot 压缩-600 tokens/请求$540
输出长度限制-300 tokens/请求$1,350
合计$3,240/月

在发送请求之前,用 AI Token 计算器 测量你的 prompt 实际消耗多少 token。很多时候你以为的”短 prompt”实际上比想象中长得多。

策略 6:使用结构化输出——减少无效 output tokens

当你需要模型返回结构化数据时(分类结果、实体提取、JSON 格式),使用 JSON Mode 或 Structured Output 可以有效减少输出 token 数。模型不再需要写”根据分析,这段文本的分类结果是…”这样的废话,直接返回紧凑的 JSON。

OpenAI Structured Output 示例

from openai import OpenAI
from pydantic import BaseModel

client = OpenAI()

class SentimentResult(BaseModel):
    sentiment: str  # "positive", "negative", "neutral"
    confidence: float
    key_phrases: list[str]

response = client.beta.chat.completions.parse(
    model="gpt-5",
    messages=[
        {"role": "system", "content": "分析用户评论的情感倾向。"},
        {"role": "user", "content": "这个产品质量很好,但物流太慢了"}
    ],
    response_format=SentimentResult
)

result = response.choices[0].message.parsed
# 输出:SentimentResult(sentiment="mixed", confidence=0.85, key_phrases=["质量很好", "物流太慢"])

Claude JSON Mode 示例

import anthropic, json

client = anthropic.Anthropic()

response = client.messages.create(
    model="claude-sonnet-4-5-20241022",
    max_tokens=256,
    messages=[
        {
            "role": "user",
            "content": '提取以下文本中的人名和地名,以 JSON 格式返回 {"people": [...], "places": [...]}:\n\n张三上周去了北京出差,在那里见了李四。'
        }
    ]
)
# 输出约 30 tokens,而非结构化情况下可能 100+ tokens

对比:自由文本 vs JSON 输出

输出方式典型输出Token 数
自由文本”根据分析,这段评论的情感倾向是偏正面的。主要的正面因素是用户提到了产品质量好,负面因素是物流速度慢。整体评分约为…”~80 tokens
JSON 结构化{"sentiment":"mixed","confidence":0.85,"key_phrases":["质量很好","物流太慢"]}~25 tokens

输出 token 通常比输入 token 贵 3-5 倍(Claude Sonnet 的输出价 $15/M 是输入价 $3/M 的 5 倍),所以减少输出 token 的性价比非常高。

策略 7:响应缓存——重复查询零成本

很多应用中存在大量完全相同或高度相似的查询。比如电商客服场景中,“你们支持几天内退货?""退货政策是什么?“这类问题可能占总查询量的 10-20%。对这些重复查询做应用层缓存,可以直接省掉这部分的 API 调用成本。

Redis 缓存实现

import hashlib
import json
import redis

redis_client = redis.Redis(host="localhost", port=6379, db=0)
CACHE_TTL = 3600  # 缓存 1 小时

def get_cache_key(model: str, messages: list) -> str:
    """基于模型和消息内容生成缓存 key"""
    content = json.dumps({"model": model, "messages": messages}, sort_keys=True)
    return f"llm:{hashlib.sha256(content.encode()).hexdigest()}"

def cached_completion(model: str, messages: list, **kwargs) -> str:
    cache_key = get_cache_key(model, messages)

    # 检查缓存
    cached = redis_client.get(cache_key)
    if cached:
        return json.loads(cached)

    # 缓存未命中,调用 API
    response = client.chat.completions.create(
        model=model,
        messages=messages,
        **kwargs
    )
    result = response.choices[0].message.content

    # 写入缓存
    redis_client.setex(cache_key, CACHE_TTL, json.dumps(result))
    return result

语义缓存:更进一步

精确匹配缓存只能命中完全相同的查询。如果你想缓存语义相似的查询(比如”退货政策”和”怎么退货”命中同一个缓存),可以用 embedding 做语义缓存:

import numpy as np

def semantic_cache_lookup(query: str, threshold: float = 0.95) -> str | None:
    """基于语义相似度的缓存查找"""
    query_embedding = get_embedding(query)  # 用便宜的 embedding 模型

    # 在缓存的 embedding 中搜索最相似的
    for cached_key, cached_embedding in embedding_cache.items():
        similarity = np.dot(query_embedding, cached_embedding)
        if similarity > threshold:
            return redis_client.get(cached_key)

    return None

缓存命中率参考

应用类型典型缓存命中率月省比例
客服问答15-30%15-30%
内容分类20-40%20-40%
代码补全5-10%5-10%
创意写作2-5%2-5%

缓存策略的 ROI 取决于你的业务类型。高重复率的场景(客服、FAQ、分类)收益最大。

策略 8:监控和预算设置——防止意外账单

所有优化策略都需要监控来验证效果。更重要的是,预算上限可以防止开发测试阶段的意外消费——尤其是接入推理模型(o3、DeepSeek R1)的初期,token 消耗可能比你预期的高 5-10 倍。

OpenAI 用量监控

import openai

# 设置月度预算上限(在 OpenAI Dashboard 中操作)
# platform.openai.com/account/billing/limits

# 代码层面的消费跟踪
def track_usage(response, model: str):
    """跟踪每次请求的 token 消耗和成本"""
    usage = response.usage
    input_tokens = usage.prompt_tokens
    output_tokens = usage.completion_tokens

    # 根据模型计算成本
    PRICING = {
        "gpt-5": {"input": 1.25, "output": 10.00},
        "gpt-4.1": {"input": 2.00, "output": 8.00},
        "gpt-4.1-nano": {"input": 0.10, "output": 0.40},
    }

    if model in PRICING:
        cost = (
            input_tokens * PRICING[model]["input"] / 1_000_000 +
            output_tokens * PRICING[model]["output"] / 1_000_000
        )
        # 写入监控系统(Prometheus、Datadog 等)
        log_cost(model=model, cost=cost, input_tokens=input_tokens,
                 output_tokens=output_tokens)
        return cost
    return 0

Anthropic 用量追踪

def track_anthropic_usage(response):
    """追踪 Anthropic API 使用情况,包括缓存效果"""
    usage = response.usage
    print(f"输入 token: {usage.input_tokens}")
    print(f"输出 token: {usage.output_tokens}")

    if hasattr(usage, 'cache_creation_input_tokens'):
        print(f"缓存写入: {usage.cache_creation_input_tokens}")
        print(f"缓存命中: {usage.cache_read_input_tokens}")

预算告警配置建议

告警级别触发条件动作
提醒日消费达预算 70%发通知
警告日消费达预算 90%降级到经济模型
硬限月消费达上限停止非核心调用

所有主流厂商(OpenAI、Anthropic、Google)都在控制台提供了消费上限和告警设置。上线前先设好硬限额,这是最基本的安全网。

8 个策略叠加效果汇总

策略实施难度单独节省适用场景
1. 智能模型路由60-70%所有多模型场景
2. Prompt Caching50-90%固定系统提示词
3. Batch API50%非实时任务
4. 选对厂商30-80%新项目选型
5. 优化 Prompt 长度20-40%所有场景
6. 结构化输出15-30%分类/提取任务
7. 响应缓存10-30%高重复率场景
8. 监控和预算防止超支所有场景

实际效果取决于你的具体业务。一般来说,策略 1(路由)+ 策略 2(缓存)+ 策略 3(批处理) 三个组合就能覆盖 80% 的降本空间。剩下的策略是锦上添花。

开始行动:3 步降本路线图

第一步:摸清现状(1 天)

AI Token 计算器 测量你当前的 prompt 长度和 token 消耗。在 AI 模型价格计算器 中输入实际用量,算出当前月费和各模型的替代成本。

第二步:实施快速优化(1 周)

先上效果最大、改动最小的:

  • 开启 Prompt Caching(加几行代码)
  • 非实时任务切换到 Batch API
  • 简单任务路由到经济型模型

第三步:持续优化(长期)

  • 建立 token 消耗和成本监控仪表板
  • 定期(每季度)评估新模型和新价格
  • 优化 prompt 长度,测试结构化输出效果

AI API 的价格还在持续下降——2026 年初的价格比 2025 年中又便宜了一大截。保持关注各厂商的定价变化,及时调整你的模型选择和路由策略。

相关工具和资源: