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Kurzer Hinweis: flozi00 TechHub ist ein Solo-Nebenprojekt neben einem Vollzeitjob — persönliche Lernnotizen, keine offiziellen Aussagen. Kritische Schritte selbst prüfen.

KV-Cache-Speicherwachstums-Explorer

Sehen Sie, wie der KV-Cache eines Agenten den freien HBM eines Knotens füllt, während der Kontext wächst — über GQA-, MLA- und hybride Aufmerksamkeitsmodelle hinweg, mit live Füllbalken pro Modell.

2 Min. Lesezeitflozi00
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Vor dem Füllbalken die Steigung verstehen

Der Explorer verbindet ein gepooltes Speicherbudget mit architekturspezifischen KV-Bytes je Token. Beide Annahmen prägen seine Obergrenze.

KI-gestützte Lernvisualisierung · schematische Erklärung zum Artikel

Schritt 1 / 4Die architekturspezifische Steigung lesen

GQA speichert volle K/V seiner KV-Gruppen; MLA speichert eine latente Darstellung und Positionszustand. Ein hybrides Modell kann KV nur in Attention-Schichten wachsen lassen und anderswo separaten rekurrenten Zustand halten.

VergleichAktueller SchrittBaustein anklicken, um ihn zu erklären
GQA-, MLA- oder Hybridzustand
Jede Familie speichert eine andere Attention-Darstellung.
Zusätzliche Cache-Bytes je Token
Tatsächliche Cache-Schichten und Dimensionen statt nur den Familiennamen nutzen.
  1. GQA-, MLA- oder Hybridzustand Zusätzliche Cache-Bytes je Token
    architekturspezifische Formel
Das solltest du mitnehmen

Ein steilerer Balken bedeutet mehr modellierte Cache-Bytes je Token; er bedeutet für sich kein langsameres oder schlechteres Modell.

Dies sind vereinfachte Schätzungen gepoolter Kapazität. Fester Hybridzustand, reale Platzierung je Gerät und Serving-Leistung brauchen eigene Rechnung und Messung.

Begriffe und vollständiger Ablauf
Steigung je Token
Die modellierte zusätzliche Cache-Speichermenge je gehaltenem Token.
Latente KV
Eine komprimierte interne Darstellung statt jedes expandierten Kopfvektors.
Gepoolte Kapazität
Ein zusammengefasstes Speicherbudget, dessen Nutzbarkeit von der realen Geräteplatzierung abhängt.
  1. Die architekturspezifische Steigung lesen

    GQA speichert volle K/V seiner KV-Gruppen; MLA speichert eine latente Darstellung und Positionszustand. Ein hybrides Modell kann KV nur in Attention-Schichten wachsen lassen und anderswo separaten rekurrenten Zustand halten.

  2. Kontext bei gleichen Gewichten verändern

    Der Kontextregler multipliziert die modellierte Rate je Token mit mehr gehaltenen Tokens. Die Modellgewichte bleiben gleich groß; ihre Präzision ist eine andere Einstellung, die den freien Pool verändert.

  3. Den Quotienten als aggregierte Grenze verstehen

    Der Explorer addiert Gruppenspeicher, zieht enthaltene Belegungen ab und teilt durch geschätzte KV je Kontext. Das ergibt eine Kapazitätsobergrenze unter den Pooling-Annahmen, keine Vorhersage erreichbaren parallelen Durchsatzes.

  4. Vor dem Einsatz fehlenden Zustand ergänzen

    Die vereinfachten Kurven lassen Aktivierungsspitzen, rekurrente Zustände, Fragmentierung und weitere genannte Puffer aus. Ein Gesamt-Fit über GPUs braucht außerdem Laufzeit und Topologie, die jeden Geräteshard passend platzieren.

Alle Verbindungen

  • Speicher der GPU-Gruppe → Geschätzte freie KV-Kapazität: gepoolte Summe
  • Gewichtsbedarf und Reserven → Geschätzte freie KV-Kapazität: enthaltenen Zustand abziehen
  • GQA-, MLA- oder Hybridzustand → Zusätzliche Cache-Bytes je Token: architekturspezifische Formel
  • Zusätzliche Cache-Bytes je Token → Geschätzte KV eines Kontexts: mit Kontextlänge multiplizieren
  • Geschätzte freie KV-Kapazität → Aggregierte Kapazitätsobergrenze: verfügbare Bytes
  • Geschätzte KV eines Kontexts → Aggregierte Kapazitätsobergrenze: Bytes je Kontext
Du bestimmst das Tempo. Pausiere jederzeit oder wähle einen Schritt aus.

Eine GPU-Gruppe hat eine feste Menge Gerätespeicher. Gewichte belegen einen Teil davon; ein Teil des Rests kann KV-Caches für gleichzeitige Anfragen aufnehmen. Die KV-Größe hängt von Attention-Architektur, Zahl der Cache-Ebenen, Sequenzlänge und Cache-Datentyp ab.

Wählen Sie GPU, Gruppengröße und Gewichtspräzision und vergleichen Sie mit dem Kontextregler GQA, MLA und hybride Attention. Jede Zeile nimmt ein Modell pro GPU-Gruppe mit verteilten Gewichten und zusammengefasstem Speicher an. Für die Verteilung über Geräte braucht es eine passende Runtime und Topologie; ein aggregiertes Speicher-Fit garantiert keine Platzierung pro Gerät.

Die Kurven sind vereinfachte Kapazitätsschätzungen mit denselben Modell- und GPU-Voreinstellungen und derselben kvPerToken()-Formel wie im Inferenzrechner. Der freie Speicher kann zwischen den Tools abweichen, weil der Inferenzrechner auch Aktivierungen reserviert und eine andere Platzierung annimmt.

Interaktiver Rechner

KV-Cache-Speicherwachstums-Explorer

Sehen Sie, wie der KV-Cache eines Agenten den freien HBM-Speicher des Knotens füllt, während sein Kontext wächst — über Attention-Familien hinweg (GQA, MLA, hybride lineare Aufmerksamkeit). Dieselben Modell- und GPU-Daten wie im Inferenzrechner, damit jede Zahl konsistent bleibt.

GLM-5.2 (753B-A40B, MLA + DSA)MoE + MLA + DeepSeek-style Sparse AttentionMLA ≈ ×43 kleiner als ungruppierte KV-Köpfe
87.8 KiB/token
KV bei diesem Kontext: 10.97 GiBGleichzeitige Agenten bei diesem Kontext: 116Max. Kontext für 1 Agenten: 1.048.576 tokens
DeepSeek V3.2-671B-A37B (MoE + MLA)MoE + Multi-head Latent AttentionMLA ≈ ×57 kleiner als ungruppierte KV-Köpfe
68.6 KiB/token
KV bei diesem Kontext: 8.58 GiBGleichzeitige Agenten bei diesem Kontext: 158Max. Kontext für 1 Agenten: 163.840 tokens
Qwen3-Next-80B-A3B (hybrid MoE)Hybrid Gated-DeltaNet + MoE
24.0 KiB/token
KV bei diesem Kontext: 3.00 GiBGleichzeitige Agenten bei diesem Kontext: 641Max. Kontext für 1 Agenten: 262.144 tokens
Llama 3.3-70B (dense)Dense GQA
320.0 KiB/token
KV bei diesem Kontext: 40.00 GiBGleichzeitige Agenten bei diesem Kontext: 48Max. Kontext für 1 Agenten: 131.072 tokens
Qwen3-32B (dense)Dense GQA
256.0 KiB/token
KV bei diesem Kontext: 32.00 GiB(überschreitet den Maximalkontext des Modells)Gleichzeitige Agenten bei diesem Kontext: 0Max. Kontext für 1 Agenten: 40.960 tokens

Modelle

Qwen dense

Qwen MoE

Qwen3.8 / Qwen4-exp

Llama / open

DeepSeek

GLM / Z.ai (Zhipu)

Qwen3.5 / 3.6

NVIDIA

KV-Bytes pro Token = 2 · KV-Köpfe · Kopf-Dimension · Präzision · KV-Ebenen (GQA) bzw. (Latent- + RoPE-Dimension) · Präzision · KV-Ebenen (MLA); Hybridmodelle zählen nur Full-Attention-Ebenen. MTP-Draft-Ebenen und Aktivierungsspeicher sind ausgenommen. Formel folgt kvPerToken() des Inferenzrechners.

Warum die Familien so stark auseinanderlaufen

Drei architektonische Entscheidungen bestimmen die Steigung jeder Kurve:

  • GQA speichert die vollen K und V für seine KV-Gruppen. Llama-3.3-70B hält 8 KV-Köpfe × 128 Kopf-Dim über 80 Ebenen — 320 KiB pro Token in BF16.
  • MLA speichert ein komprimiertes Latent. In der GLM-5.2-Voreinstellung ergeben kv_lora_rank 512 + 64 RoPE-Dimensionen etwa 88 KiB/Token in BF16. Eine hypothetische ungruppierte Basis mit 64 KV-Köpfen und gleicher Kopf-Dimension bräuchte etwa 3,7 MiB/Token, also rund 43-mal mehr. Das ist keine tatsächliche GQA-Variante von GLM-5.2.
  • Hybride lineare Attention (Qwen3-Next) hält Attention-KV in jeder vierten Ebene (2 KV-Köpfe × 256 Kopf-Dimensionen): etwa 24 KiB/Token in BF16. Der Rechner lässt die Zustände fester Größe der anderen 36 Ebenen aus.

Im Standardszenario mit 8×B300, der GLM-5.2-Voreinstellung und angenommenen FP8-Gewichten belegt eine Anfrage mit 128 Ki-Tokens etwa 11 GiB BF16-KV; in den aggregierten Pool passen rechnerisch 116 solcher Anfragen. Bei 1 Mi Tokens sind es etwa 88 GiB und rechnerisch 14 Anfragen. Das sind arithmetische Obergrenzen, keine Prognosen für erreichbare Parallelität oder Durchsatz.

Was der Explorer bewusst ausklammert

Die Schätzung lässt Prefill-Aktivierungsspitzen, Präfixteilung, KV für spekulatives Decoding, rekurrente Zustände, Attention-Index-Puffer, Offloading, Fragmentierung und die Platzierung pro Gerät aus. Einige davon senken den Speicherbedarf, andere erhöhen ihn. Das Ergebnis ist eine aggregierte arithmetische Grenze.

Quellen

Wo es weitergeht