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学习大模型的前沿技术与行业应用场景


私有部署大模型需要多少显存?

发布日期:2025-05-14 15:21:22 浏览次数: 1540 作者:余不会
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深入了解AI大模型部署的显存需求,避免硬件成本的巨额浪费。

核心内容:
1. 大模型显存需求的两大核心组成:静态参数显存与动态计算缓存
2. 参数显存与KV缓存的计算公式及实际案例分析
3. 隐藏成本:中间激活值对显存的影响及优化方法

杨芳贤
53A创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家

 

最近,接触了不少AI的项目。

客户上来就问:部署个大模型需要多少算力。

"老板,上32B模型需要多少显存?"
"90GB够了吧?"
"不,您可能少算了30%!"

随着百亿级大模型成为行业标配,显存估算误差动辄导致数十万硬件成本偏差。

今天,以部署 QwQ-32B 模型,FB16 精度的显存需求作为例子。笔者尝试将算力评估这件事情通俗地说清楚。(阿里巴巴Qwen团队基于Qwen2.5架构开发的一款大型自回归语言模型)。

PS:在发文章的当天,Qwen3 发布了,大幅降低了性能要求,后续再出一篇相关的文章进行介绍。

显存核心组成

大模型显存占用主要由两大模块构成:静态参数显存动态计算缓存。二者共同决定了硬件选型的基线标准。

1. 参数显存:模型的静态记忆体

计算公式

参数量 X 参数精度字节数 = 参数显存 (GB)

以 QwQ-32B 为例
参数量: 32B(32 × 10⁹ 320亿)
精度:FP16(2字节/参数)
根据公式计算所得:
32×10⁹×2 = 64×10⁹bytes ≈ 64 GB

计算陷阱

以上是普通推理场景(AI聊天),假如是训练场景,需额外存储梯度,显存翻倍至128GB

另外,1B=10⁹(国际单位)≠中文"亿"(10⁸)

PS:训练场景下一般都要开启梯度计算,主要用于优化模型参数以最小化预测误差,是训练场景的关键步骤。这种场景下显存至少要求翻倍。

2. KV缓存:动态推理的内存黑洞

推理过程要进行加速,少不了使用KV Cache,它是Transformer的标配功能。 以下的计算评估,基于典型Transformer模型估算。当模型处理长序列时,需要为每个token存储Key-Value向量。

计算公式

层数×2×头数×头维度×上下文长度×元素字节数 = KV缓存显存(GB)

以QwQ-32B为例

  • • 层数(L):40
  • • 注意力头数(h):64
  • • 每个头的维度(d_head):128
  • • 上下文长度(S):16,000 tokens (16k)
  • • 每个元素字节数:FP16为2字节

根据公式计算所得:
40层 × 2 × 64头 × 128维 × 16,000token × 2字节 ≈ 19.54GB

值得一说的是 DeepSeek 首创的 MLA 技术,使得 KV Cache 降低了93%,有效地降低了训练和推理场景上对高性能GPU的要求。

不可忽视的隐藏成本

1. 中间激活值:计算过程的瞬时记忆

中间激活值,是神经网络前向传播过程中,各层计算产生的临时数据。它们就像烹饪过程中每个步骤的半成品,必须暂时保存才能进行后续操作。

  • • 训练场景:激活值显存可达参数量的5-7倍(32x5 ~ 32x7 约需 160-224GB)
  • • 推理场景:通过算子融合(如Flash Attention)可大幅降低激活值占用,但仍可能占用5 ~ 10GB显存

2. 框架开销:系统的“管理费"

PyTorch等框架需要10-20%额外显存处理内存管理,好比仓库里面需要留出过道空间,给人员/货物进出。

3. 安全冗余:系统稳定的最后防线

为保证稳定运行,建议至少预留 20% 缓冲空间。因此,在普通推理场景下,总体显存计算公式:

总显存=(参数显存+KV缓存)×1.2

(64+19.54)×1.2 ≈ 100GB

选择128GB显卡是比较稳妥的(最小的卡显存是 24G/张)。

硬件推荐配置

场景化选型指南

场景
参数显存
KV缓存
预留空间
推荐配置
适配硬件示例
训练场景
128GB
-
≥30GB
≥256GB
NVIDIA H100 80GB ×4
批量推理
64GB
19.54GB
15GB
≥128GB
NVIDIA A100 80GB ×2
单卡推理
64GB
19.54GB
6GB
≥90GB
NVIDIA H100 80GB

训练场景下的 KV 缓存需求较大,中间值激活显存可达参数量的5-7倍。(上面有计算过程)

硬件卡的显存参考:
A100 80GB:可满足单卡极限推理(需开启显存优化)
A100 40GB:需使用模型并行(2卡以上)
H100 80GB:推荐未来部署选择

当然,也可以选择国产的一些卡,例如沐曦曦云C系列、海光DCU,昇腾系列等。

总结

当再被问到:"私有部署32B模型需要多少显存?"

您可自信的回应:"满足基础推理需求大概在90GB,要求安全稳定需要128GB!"

如有疑问,可以在评论区参与讨论!

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