企業部署大型語言模型,需要多少 GPU,先看兩件事:一組配置能否放下模型,以及這組配置能否在可接受的回應時間內處理尖峰流量。先確認每組需要幾張 GPU,再透過實際測試估算需要多少組,最後加入備援,才能得到正式部署的卡數。
只知道模型是 8B、70B,或每月會處理幾百萬 Token,還不足以直接換算卡數。企業還要確認模型精度、每次輸入與輸出長度、尖峰請求量,以及使用者能接受的回應速度。NVIDIA 的容量規劃指引也採用特定工作負載下的實測容量與預期尖峰需求,回推需要的 GPU 數量。
本文以企業常見的 LLM 推論為主,依序回答三個問題:模型需要幾張 GPU 才放得下、尖峰時需要處理多少工作,以及一組服務的實測容量可以承接多少需求。
第一步:模型放得進幾張 GPU?
模型參數量與精度決定單一服務副本(Replica)至少需要多少 GPU 記憶體。所謂一個 Replica,是指一份可獨立對外承接請求的模型服務,可能部署在一張或多張 GPU 上。最基本的權重記憶體可用參數量乘以每個參數的位元組數估算:
模型權重記憶體=模型參數量 × 每個參數的位元組數
常見的初步換算如下。表中皆為純權重理論值,未包含量化額外資訊與模型執行空間。
| 精度 | 每個參數的理論權重用量 | 70B 模型的權重用量示意 |
|---|---|---|
| BF16/FP16 | 約 2 Bytes | 約 140GB |
| FP8 | 約 1 Byte | 約 70GB |
| INT4 | 約 0.5 Byte | 約 35GB |
這只是模型權重,不等於部署時的完整 GPU 記憶體。推論還需要保存對話內容的 KV Cache,以及框架執行與暫存空間。NVIDIA 的記憶體排錯文件也將權重載入與 KV Cache 分配分開處理,並以「參數量 × 每參數位元組 ÷ 多卡切分數」估算每張 GPU 的權重記憶體。
因此,70B 模型量化成 FP8 後,理論權重約 70GB,不代表它能在一張 80GB GPU 上穩定承接正式流量。剩餘記憶體是否足以容納 KV Cache 與尖峰請求,仍要由 Context 長度、併發量與推論框架驗證。
如果模型權重已超過單卡記憶體,可評估量化、較小模型或多卡切分。若權重放得下,但執行時記憶體不足,再調整 Context 長度、同時請求數與推論框架設定。量化可能改變模型品質,多卡切分也會增加通訊需求,因此都要再以實際模型驗證。
第二步:尖峰時需要處理多少工作?
推論容量應以尖峰期間的工作量計算,而非只看每月 Token 總量。相同的一百萬 Token,分散在整天處理,和集中在上班時間由大量使用者同時送出請求,所需 GPU 數量可能完全不同。
企業可先整理六個需求欄位:
| 需求欄位 | 為什麼會影響 GPU 數量 |
|---|---|
| 模型與精度 | 決定權重記憶體、運算方式與模型品質 |
| 平均與最長 Input Token 數 | 長 Prompt、RAG 內容與對話紀錄會增加處理時間及記憶體用量 |
| 平均與最長 Output Token 數 | 輸出愈長,單次請求占用 GPU 的時間愈久 |
| 尖峰每秒請求數(RPS) | 決定單位時間內要完成多少請求 |
| 尖峰同時請求數 | 決定同時執行或等待的工作量 |
| 回應速度(TTFT/TPS)與可用性目標 | 決定單組服務可承受的負載,以及是否需要備援 |
併發使用者數不等於同時請求數。五百名登入使用者若每分鐘只送出少量請求,實際同時工作量可能不高;批次系統即使只有少數使用者,也可能持續送入大量工作。已有正式流量時,應從系統紀錄取得尖峰 RPS、Token 分布與請求時間;尚未上線時,可先建立一般與尖峰兩種情境。
若只有請求速率與平均處理時間,可用下式建立併發量的初步假設:
平均同時請求數 ≈ 每秒請求數 × 平均請求處理時間(秒)
此為佇列理論中的 Little’s Law。這個近似值適合建立測試起點,不宜直接當成採購卡數。正式估算還要觀察尖峰分布與排隊時間。
第三步:從實測結果換算 GPU 數量
正式 GPU 數量應以實際可承接的處理量計算,也就是一組服務在回應速度與成功率達標時,每秒能完成多少請求。一組可獨立承接請求的模型服務(Replica),可能使用一張或多張 GPU。
需要的服務組數=向上取整(尖峰每秒請求數 ÷ 單組服務每秒可處理的請求數)
基礎 GPU 數=每組使用的 GPU 數 × 需要的服務組數
接著再依服務等級、維護需求、故障容忍與擴充時間加入容量餘裕或 N+1 備援。容量餘裕沒有所有企業共用的固定百分比;流量波動、自動擴充速度,以及一組服務故障會損失多少容量,都會改變最終數量。
推論容量估算範例
以下為方法示範,數字不代表特定 GPU 或供應商的效能承諾。
| 輸入/測試結果 | 假設值 |
|---|---|
| 尖峰請求速率 | 每秒 6 個請求 |
| 平均每次輸出 | 400 Token |
| 單組服務配置 | 2 張 GPU |
| 單組服務在回應速度達標時的請求能力 | 每秒 2 個請求 |
| 單組服務在相同條件下的輸出能力 | 每秒 800 個 Output Token |
尖峰每秒有 6 個請求,單組每秒可處理 2 個,因此需要 6 ÷ 2=3 組服務。每組使用 2 張 GPU,基礎容量共 6 張 GPU。以 Token 吞吐交叉檢查,需求為每秒輸出 2,400 Token,3 組服務也能輸出 2,400 Token。
若要求其中一組故障時仍能承接尖峰,則配置 4 組服務,共 8 張 GPU。以上為相同輸入/輸出長度及測試條件下的示意,擴充後仍須驗證整體容量。
實測時應固定模型版本、精度、輸入與輸出長度、推論引擎、GPU 配置及同時請求數,並記錄每秒完成請求數、每秒輸出 Token、成功率與回應時間。使用者送出問題後,等多久看到第一個字,稱為首字延遲(Time to First Token,TTFT);這是判斷互動體驗是否達標的重要指標。每秒輸出 Token 數(Tokens Per Second,TPS)則衡量輸出速度,應區分單一請求與整體服務的吞吐量,並以一致的計時範圍比較。較完整的測試可再觀察 P95 等長尾延遲與排隊時間。
NVIDIA 的 LLM 測試指南指出,輸入與輸出長度、同時請求數及請求速率都會改變記憶體、吞吐與延遲。公開測試數字可用來縮小候選範圍,正式卡數仍應以企業自己的模型與流量條件驗證。
微調與訓練為什麼要另外估算?
微調與訓練會額外保存梯度、Optimizer State 與 Activation,記憶體需求通常高於推論。LoRA/QLoRA、全參數微調與從頭訓練需要更新的參數不同,卡數還會受到 Batch Size、Sequence Length、資料量、完成期限,以及多 GPU 擴充效率影響。因此,本篇的推論公式不能直接套用到訓練工作;這類需求應以實際訓練方法和小規模試跑另外估算。Hugging Face 的 GPU 記憶體說明也將訓練記憶體拆成權重、Optimizer State、梯度、Activation 與暫存空間。
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FAQ
70B 模型需要幾張 GPU?
70B 模型需要的 GPU 數量取決於精度、單張 GPU 記憶體、Context 長度、同時請求數與回應速度。BF16 權重理論值約 140GB,FP8 約 70GB,INT4 約 35GB;實際部署還要保留 KV Cache 與執行空間。企業應先確認一組服務需要幾張 GPU,再用真實流量測試計算需要幾組。
每月 Token 數可以直接換算 GPU 數量嗎?
每月 Token 適合估算總用量與成本,不能單獨決定 GPU 容量。卡數更受尖峰每秒請求數、每次輸入與輸出長度、同時請求數及回應速度影響。相同月用量若集中在少數尖峰時段,所需 GPU 數量通常較高。
併發使用者數等於併發請求數嗎?
登入或在線使用者未必同時呼叫模型。GPU 數量應優先使用尖峰同時請求數與每秒請求數估算;缺少正式資料時,可用使用者操作頻率和平均請求時間建立情境,再透過測試校正。
GPU 記憶體足夠,為什麼還要增加 GPU?
記憶體足夠只代表模型可以執行。當單組服務無法在尖峰流量下同時滿足每秒請求量、Token 產出與回應速度,仍需增加服務組數,或調整模型、量化方式與推論設定。
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KONST Editorial Team
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