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ハードウェアとコスト3 分で読めます

7B モデルに必要なメモリは?重みを計算してから余裕を見込む

「7B、4-bit」という情報だけで、ある GPU でモデルを動かせると判断すると、ほかのメモリ使用量を見落としがちです。重みのサイズは手計算できますが、推論プログラム全体の一部にすぎません。理論上のサイズと実行時のピーク使用量を分けると、ハードウェアを選びやすくなります。

ブランド名のない計算チップと、層状の回路・メモリモジュールのイラスト。
AI 生成の編集イラストテーマを表すイメージです。製品の画面、研究結果、原資料の写真ではありません。
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まず、簡略化した式で重みのサイズを見積もります。

重みのバイト数 ≈ パラメータ数 × パラメータあたりのビット数 ÷ 8。

7B を約 70 億パラメータとすると、次の理論値が得られます。

重みの精度理論上の重みのサイズ(10 進表記の GB)
16-bit約 14GB
8-bit約 7GB
4-bit約 3.5GB

これは算術による見積もりであり、特定モデルの VRAM 使用量を測定した結果ではありません。実際の実装には、量子化のメタデータ、量子化されていない層、実行用バッファ、活性値、KV cache も含まれます。GB と GiB の換算によっても数値に違いが生じます。

Hugging Face のドキュメントでは、bitsandbytes を使って低精度の重みを読み込む方法や、関連する計算型、実装上の条件を紹介しています。実際の効果は、モデルと動作方法を合わせて判断する必要があります。参考ドキュメント ↗

機器の選定が目的なら、最初に 3 つの条件を固定しましょう。モデルと量子化版、最大入力長、同時に処理するリクエスト数です。その条件で、メモリのピーク使用量、最初のトークンが出るまでの時間、生成速度を測ります。パラメータ数だけでは、実際の使い方を反映できません。

ビジュアルノート
半透明のファイルが確認ゲートを通り、計算チップと独立したメモリにつながる、ローカル推論のイラスト。
AI 生成の概念イラストメモリ予算を全体で見る

試してみる

動かす予定のモデルを一覧にし、それぞれの理論上の重みのサイズを計算してください。テスト表には、入力長、同時実行数、メモリのピーク使用量、速度の 4 列も追加します。まだ実行していないモデルは空欄にし、理論上の見積もりを実測値として記入しないでください。

毎日 1 本の記事を処理するだけなら、リモート API とローカル機器の総費用を比較する際、購入費、遊休時間、電力、保守も計算に入れる必要があります。

仕組みを、ひと切れずつ

メモリ予算を全体で見る

  1. モデル重み

    実際に読み込む重み

  2. KV キャッシュ

    コンテキストと同時リクエスト

  3. 実行時の領域

    バッファとその他の割り当て

編集部の概念図構成要素を示す図で、実測の割合ではありません。アクティブなパラメータ数だけでは、必要なメモリは決まりません。

理解したら、実際に試してみましょう。

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原資料・参考リンク

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huggingface.co原資料 1