18GB显存换来82%吞吐:中小企业本地运行125B模型的容量参考

一项单变量实测显示,本地运行125B模型时,约18GB可用显存差异可将专家缓存槽位从5,784提升至19,530,并把吞吐从140.6 tok/s提升至256.2 tok/s。对中小企业而言,显存采购的关键不只是容量,而是能否装下热专家、避免PCIe溢出和并发切碎缓存。

分类:大模型

18GB显存换来82%吞吐:中小企业本地运行125B模型的容量参考

掘金作者吴佳浩发布的一篇实测分析,把中小企业本地运行125B大模型时最容易被忽略问题量化了:在同一台机器、同一份模型、同一套参数下,仅改变显卡上约18GB的可用显存,推理吞吐从140.6 tok/s提升到256.2 tok/s,增幅为82%。测试基于2,890条逐请求遥测、1,507次请求、1,362个资源采样点和317个服务端指标采样点,为本地和私有化部署提供了一组可直接参考的容量规划数据。

18GB显存差,首先改变的是专家缓存覆盖

这项测试中的模型采用专家路由机制。引擎会依据 expert-profile.bin 中的24,576个排名对,把访问最频繁的专家优先放入显存。第一轮可用显存较少时,专家缓存自动分配到8.31 GiB,对应5,784个槽位;第二轮可用显存增加后,缓存扩大到26.01 GiB,槽位升至19,530,数量为第一轮的3.38倍。

显存并不是全部变成缓存。测试显示固定开销约为6.0 GiB,且不会随缓存扩大而增加,因此新增显存大部分进入专家缓存。两轮缓存槽位相差18,122 MiB,约合17.7 GiB,与18GB差异相对应。

  • 缓存覆盖率提升56个百分点。
  • decode专家缓存命中率提升13.2个百分点。
  • 第一轮用23.5%的槽位装载最热专家,命中率达到86.5%。
  • 第二轮未命中降至0.3%,第一轮未命中为13.5%,未命中的请求量相差45倍。

这也解释了为什么命中率看似只提升一成,性能却出现大幅变化:真正决定速度的不是命中部分,而是少量未命中引发的数据搬运和等待。

吞吐提升可以计算:每1 GiB缓存约增加6.53 tok/s

测试进一步把命中率、PCIe溢出比例和decode速度配对。2,890条样本的Pearson相关系数r为0.779。数据显示,命中率达到95%附近会出现明显换挡:90%至95%区间速度数值为143,95%至99%区间升至280。

第二轮将PCIe溢出打到0.00%,这被认为是吞吐提升82%的直接来源。测试中的PCIe实测带宽为13.9 GB/s。按照每token 480次专家查表,即48层乘以10专家计算,1%溢出对应4.8个专家,每个专家1.38 MB,即6.6 MB/token;除以13.9 GB/s后约为0.47 ms/token。若以141 tok/s计算,每token约7.1 ms,理论影响约6.6%。但实测慢了39%,约为理论值的6倍。作者认为,代价并不只是传输慢,而是GPU计算依赖串行,专家未到达时后续算子只能等待。

在性能预测上,测试给出了较实用的线性关系:第一轮专家缓存为7.45 GiB,decode速度为140.6 tok/s;第二轮为25.14 GiB,decode速度为256.2 tok/s。按此拟合,每增加1 GiB专家缓存,速度增加6.53 tok/s;截距为91.9 tok/s,属于缓存为0时的外推值,不能作为真实性能引用。换算关系可写为:缓存约等于整卡可用显存减去6.0 GiB,decode约等于91.9加6.53乘以缓存GiB。

对采购而言,这条公式意味着32GB显卡的边界较清晰:卡上可用约31.8 GiB,减去6.0 GiB固定开销,可给缓存约25.8 GiB,按1.318 MiB/槽计算约19,600槽,占24,576槽的79.8%。若要达到100%覆盖,需要约38.5 GiB可用显存,即32.1 GiB缓存加6.0 GiB开销,对应48GB级别显卡。

成本、并发和PCIe带宽决定部署可用性

测试还揭示了几个容易被误读的信号。两轮GPU利用率接近,分别为89.1%和89.8%,但功耗相差47%。吞吐更高的一轮多消耗47%电量,却多产出82%吞吐,单位能耗下降20%。作者据此判断,GPU利用率只能说明是否有任务占用,功耗与吞吐组合才能反映有效产出;当两者背离时,瓶颈通常在数据搬运路径。

并发也不是简单的加速手段。在这台32GB显卡上,parallel=4的聚合吞吐为179.3,低于parallel=1的220.0;单流decode从204降至186,4并发时每客户端只剩58 tok/s。测试认为,在这块卡上,parallel=1是合理选择,因为并发会把缓存覆盖切碎,触发更多PCIe溢出。

多客户端压测同样显示,单卡专家搬运带宽是共享资源。并发数从1到16时,吞吐数值分别为192、220、216、213、209,整体平坦甚至微降;TTFT数值则从0.16增至7.28,接近线性增长。两轮测试均未拒绝请求,说明部署没有启用准入控制;作者建议生产环境加入队列上限,避免延迟不可控膨胀。

稳定性方面,两轮均为100%成功、零漂移、零显存泄漏。硬件层面,RTX 5090本身支持Gen5,但测试机插在Gen3 ×16槽位,实测host到device带宽为13.9 GB/s,链路能力只有显卡能力的四分之一。

这份样本把中小企业部署125B模型时的选型问题拆成了可核对的项目:显存能否装下热专家,固定开销有多少,PCIe带宽是否会放大未命中损失,以及并发是否会切碎缓存。对本地推理团队来说,32GB显卡并非不能运行,但其覆盖上限和吞吐边界已经被明确;若目标是更高覆盖率和稳定吞吐,48GB级别显存才是更直接的答案。

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