生成式AI API架构是以大模型推理为核心、围绕“输入-路由-执行-输出”四段式流水线设计的一体化云原生系统：客户端通过REST/GraphQL/SDK发送多模态提示，API Gateway鉴权限流后，由Router根据模型规格、成本、延迟自动调度至GPU/TPU容器集群，Prompt Engine动态拼接系统指令与上下文，调用Function Calling插件链完成检索、计算、绘图等工具任务，Cache层做语义去重，KV Cache与Paged Attention优化显存，输出经安全过滤器、Usage Metering后流式返回，同时把日志、trace、embedding写入可观测性平台供A/B测试与持续微调。