这个问题直击 LLM 落地的核心痛点,非常关键!LLM 应用架构的算力要求无固定标准,核心取决于模型规模、部署场景和业务量级,核心结论是:推理阶段以中高端 GPU 为主,训练阶段需大规模 GPU 集群,且算力需求随模型参数、并发量呈非线性增长。

一、核心影响因素

  1. 模型参数与类型:7B/13B 等中小模型对单卡算力要求较低,34B/70B/175B 等大模型需多卡并行或高端 GPU(如 A100/H100)。
  2. 部署模式:训练(尤其是全量预训练)算力需求是推理的 10 倍以上,微调(LoRA 等)算力仅为全量训练的 1/10-1/5。
  3. 并发与请求特征:QPS 越高、上下文长度越长(如 4k/8k/32k),对算力(显存 + 算力芯片)的要求越高。

二、不同场景算力参考

1. 推理场景(最常见,如对话、问答应用)
  • 中小规模应用(7B/13B 模型,QPS 10-100):单卡 A10(24GB)或 A30(24GB)即可满足,支持 INT8 量化后部署。
  • 中大规模应用(34B/70B 模型,QPS 100-500):需 2-4 张 A100(40GB)或 1-2 张 H100(80GB),开启模型并行 / 张量并行。
  • 大规模高并发(QPS 500+,32k 上下文):8 张以上 H100 集群,搭配 NVLink/NVSwitch 提升通信效率。
2. 训练场景(微调 / 预训练)
  • 轻量化微调(LoRA,7B/13B 模型):单卡 A100 或 2-4 张 A10 即可,显存需≥24GB。
  • 全量微调(34B/70B 模型):8-16 张 A100 集群,显存≥40GB,需支持分布式训练框架(如 DeepSpeed)。
  • 全量预训练(100B + 参数):数百张 H100 集群,搭配高性能存储(如并行文件系统)和高速网络。

三、LLM 不同模型规模算力配置清单

1. 推理场景配置

模型规模 精度 显存需求 推荐 GPU 配置 并发支持 推理速度
7B FP16 12-14GB RTX 4090 (24GB) 单卡 32-64 请求 5-15 tokens/sec
INT8 6-8GB RTX 4080 (16GB) 单卡 64-128 请求 10-20 tokens/sec
INT4/INT2 4-6GB RTX 3060/4060Ti (8-16GB) 128 + 请求 20-50 tokens/sec
13B FP16 24-26GB RTX 4090 (24GB) 单卡(勉强支持,建议 A10 24GB) 16-32 请求 3-10 tokens/sec
INT8 12-16GB RTX 4090 单卡或 A10 (24GB) 32-64 请求 5-15 tokens/sec
INT4 8-12GB RTX 4080 单卡 64-96 请求 10-25 tokens/sec

最佳实践

  • 个人 / 小团队:7B-13B + INT8 量化 + RTX 4090,性价比最高
  • 需高并发:13B + INT4 量化 + A10 (24GB),支持更多并发
  • 边缘设备:7B + INT2 量化,可在 16GB 内存笔记本运行

2. 训练 / 微调场景配置

微调方式 7B 模型 13B 模型
全参数微调 A100 (40GB) 单卡或2×RTX 4090 A100 (80GB) 单卡或2×A100(40GB)
LoRA 微调 RTX 4090 单卡 A10 (24GB) 单卡或RTX 4090 单卡
QLoRA-INT8 RTX 4080 单卡 L40 (48GB) 单卡或RTX 4090 单卡
QLoRA-INT4 RTX 3060Ti 单卡 RTX 4080 单卡

关键提示

  • 7B 全量训练需≥80GB 显存,13B 需≥120GB
  • LoRA 可减少 95% 以上显存需求,是中小模型微调首选

四、30B-70B 模型:企业级应用核心

1. 推理场景配置

模型规模 精度 显存需求 推荐 GPU 配置 性能特点
34B FP16 60-70GB A100(80GB)×2 (NVLink)或 L40 (48GB)×2 支持 32-64 并发5-10 tokens/sec
INT8 30-40GB L40 (48GB) 单卡 支持 64-96 并发10-20 tokens/sec
INT4 16-24GB RTX 4090×2 支持 48-80 并发15-30 tokens/sec
70B FP16 120-140GB H100(80GB)×2或 A100 (80GB)×4 (NVLink) 支持 16-32 并发2-5 tokens/sec
INT8 60-80GB L40×2 或 A100 (80GB)×2 支持 32-64 并发5-10 tokens/sec
INT4 32-48GB L40 单卡或 RTX 4090×3 支持 48-80 并发8-15 tokens/sec

最佳实践

  • 中型企业服务:34B-70B + INT8 量化 + A100 (80GB)×2,平衡性能与成本
  • 需极致性能:70B + INT4 量化 + H100 (80GB),单卡支持 48GB 模型,吞吐量提升 47%
  • 高并发场景:70B + tensor_parallel=4 + max_num_seqs=64,8 卡 A100 集群

2. 训练 / 微调场景配置

模型规模 微调方式 推荐配置
34B 全参数微调 H100 (80GB)×2 或A100(80GB)×4 + DeepSpeed
LoRA/QLoRA A100 (80GB) 单卡
70B 全参数微调 H100(80GB)×3-4 或A100(80GB)×8 + NVLink Switch
LoRA 微调 H100 (80GB) 单卡或A100(80GB)×2
QLoRA-INT8 H100 (80GB) 单卡
QLoRA-INT4 A100 (80GB) 单卡或L40(48GB)×2

关键提示

  • 34B 全量训练需≥200GB 显存,70B 需≥500GB
  • 34B + 模型微调优先考虑 LoRA + 量化,显著降低资源需求

五、100B + 模型:研究 / 超大规模应用

推理场景配置

模型规模 推荐配置 备注
110B H100(80GB)×2-3或 A100 (80GB)×6 仅 INT4/INT2 量化后可用,支持 16-32 并发
175B+ H100(80GB)×4-8+ NVLink Switch 必须 INT4 量化,通常需模型并行 + 流水线并行

训练场景配置

  • 100B + 全量训练:数百张 H100 集群 + 高速网络 (InfiniBand/RoCE)典型配置:GPT-3 (175B) 在 4608 卡集群训练,42% MFU,120 samples/sec
  • 高效微调方案
    • 100B 模型 + QLoRA-INT4 + H100 (80GB)×2-3
    • 支持在单集群完成,成本降低 90%+

六、选型决策树与性能优化

1. 选型决策树

plaintext

开始 → 模型规模?
   ├── 7B-13B → 推理: RTX 4090/4080 + 量化
   │          训练: RTX 4090/A10 + LoRA
   ├── 34B-70B → 推理: A100(80GB)×2-4 + INT8/4量化
   │          训练: A100(80GB)×4-8 或 H100×2-4
   └── 100B+ → 推理: H100×4-8 + INT4量化
              训练: H100集群(数十-数百张)

2. 性能优化核心策略

优化技术 效果 适用场景
量化 FP16→INT8: 显存 - 50%FP16→INT4: 显存 - 75% 所有场景,特别是显存紧张时
模型并行 支持更大模型提升吞吐量 30-50% 34B + 模型,多 GPU 环境
动态批处理 提升 GPU 利用率 2-5 倍 高并发推理服务
KV 缓存优化 减少 30-40% 内存占用 长上下文场景 (>4k tokens)
混合精度 平衡精度与速度 训练和高精度推理

七、实用部署建议

  1. 7B-13B 部署

    • 个人笔记本: 7B + INT4 量化,可在 16GB 内存运行,延迟 < 100ms
    • 小型 API 服务: 13B + INT8 + RTX 4090,支持 30-50 QPS,响应时间 < 2s
  2. 34B-70B 部署

    • 中型企业服务: 34B + INT8 + A100 (80GB)×2,支持 10-20 QPS,响应时间 < 3s
    • 大型应用: 70B + INT4 + H100 (80GB)×2,支持 20-40 QPS,响应时间 < 5s
  3. 并发配置参考

    • A100 (80GB): max_num_seqs=64-128,适合 34B-70B
    • RTX 4090: max_num_seqs=32-64,适合 7B-13B
    • 预留 10-15% 显存空间应对突发流量

算力优化核心方向

  1. 模型层面:通过 INT4/INT8 量化、模型剪枝降低显存占用,算力需求可降低 30%-70%。
  2. 部署层面:采用动态批处理、连续批处理提升 GPU 利用率,结合模型并行 / 流水线并行拆分大模型。
  3. 硬件层面:优先选择高显存 GPU(如 H100 80GB),推理场景可选用推理专用芯片(如 TPU v4、寒武纪思元芯片)。
  4. 初步实施可使用线上云服务器:如“智算云扉https://waas.aigate.cc/user/charge?channel=W6P9Y2F8H&coupon=3ROAWRGJRH等租赁平台,已经按照应用需求优化好使用环境,支持各类镜像服务,按量计费。
  • 7B-13B: RTX 4090/4080 + 量化 = 最佳性价比,适合个人 / 小团队
  • 34B: A100 (80GB)×2 + INT8 量化,平衡性能与成本,适合中型应用
  • 70B: H100 (80GB)×2 + INT4 量化,性能最强,适合高端应用
  • 训练: LoRA/QLoRA + 量化,大幅降低资源需求,中小模型首选

关键洞察: 模型规模每增加 10 倍,算力需求增加约 8-10 倍,但通过量化和优化,可将实际资源需求控制在 3-5 倍增长 。部署时务必根据实际场景选择合适规模,避免盲目追求大模型而造成资源浪费。

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