refactor(phase-01): v3 retune fast & balanced roles
fast (Gemma 4 26B-A4B):
- Enable mmproj GPU loading (vision ~1s, 12x faster than CPU)
- KV f16 → q8_0 (save ~2.5 GB VRAM for mmproj)
- Tensor split 0.5,0.5 → 0.43,0.57 (13/17 layers)
- Remove --mlock/--poll/--prio/-t/-tb (no measurable impact)
- measured_tps 74.65 → 71.89 (trade 3.7% speed for vision)
balanced (Qwen 3.5 35B-A3B):
- Tensor split 0.5,0.5 → 0.48,0.52 (enables pipeline parallelism)
- Ubatch 128 → 256 (prefill +78%: 649 → 1,157 t/s)
- mmproj + --no-mmproj-offload (CPU vision, VRAM headroom)
- Remove useless flags same as fast
- measured_tps 61.62 → 64.16 (+4.1%)
Other:
- Document full retuning in docs/v3_{fast,balanced}_retuning_log.md
- Session report at .planning/reports/20260411-session-report.md
- Add bench utilities: bench_short/bench_long/test_ts_ratios
- Speculative decoding (E2B draft) experimented but rejected
(+14% gen vs -31% cold start + tokenizer mismatch + mmproj conflict)
Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
Variet-Worker
272
docs/v3_balanced_retuning_log.md
Normal file
272
docs/v3_balanced_retuning_log.md
Normal file
@@ -0,0 +1,272 @@
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# v3 — Balanced Role Retuning Log (Qwen 3.5 35B-A3B)
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**Date:** 2026-04-11
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**Target role:** `balanced` (Qwen3.5-35B-A3B Q4_K_M)
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**Goal:** 기존 `measured_tps: 61.62` 기준을 재검증하고, 진짜 최적 구성을 실측 기반으로 확정
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**Result:** 최종 TPS **64.16 t/s** (짧은 프롬프트) / **62.00 t/s** (3,100 토큰 긴 프롬프트)
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**Status:** ✅ 확정
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## 1. 재튜닝 동기
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Phase 01 종료 후 `engine_models.json`의 `balanced` 설정이 여러 이유로 일관되지 않게 수정되어 있었음:
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- `--mmproj` 추가 (비전 지원용, 다른 작업자가 넣음)
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- `--mlock --poll 50 --prio 3` 등 Phase 01 최종본과 불일치
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- `-ts 0.5,0.5` (이중 GPU 분할) 상태에서 compute buffer OOM 발생
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- 실측 속도가 레퍼런스(61.62) 대비 33~42 t/s 수준으로 떨어짐
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재튜닝을 통해 **원인 규명** + **안정 + 최적 설정 확정**이 목표.
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## 2. 하드웨어 진단 (핵심 발견)
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| GPU | 모델 | 최대 PCIe | 현재 |
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|-----|------|---------|------|
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| 0 | RTX 3060 12GB | Gen3 x16 | **Gen3 x4** (슬롯 4레인) |
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| 1 | RTX 3060 12GB | Gen4 x16 | **Gen4 x16** |
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**핵심: GPU 0은 PCIe 3.0 × 4 슬롯에 있음 (3.94 GB/s).** GPU 1은 PCIe 4.0 × 16 (31.5 GB/s). GPU 0이 GPU 1의 1/8 대역폭.
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이 비대칭이 모든 하이브리드/멀티-GPU 성능 문제의 근본 원인.
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## 3. Qwen3.5-35B-A3B 아키텍처 실측 데이터
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llama-server 로드 로그 기준:
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```
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architecture = qwen35moe
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file size = 20.49 GiB (Q4_K_M, 5.08 BPW)
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n_params = 34.66 B
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n_layer = 40
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n_head_kv = 2
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n_embd_head_k = 256
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n_embd_head_v = 256
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n_expert = 256 (activated: 8)
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full_attention_interval = 4
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```
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**중요:** 40 레이어 중 **full attention은 10개만** (매 4번째). 나머지 30개는 **Gated Delta Net (SSM/Mamba-like) 레이어**로 recurrent state 사용. KV 캐시는 10 레이어에만 발생.
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### KV 캐시 실측
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| 컨텍스트 | KV 캐시 (q4_0) |
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|---------|---------------|
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| 128K | 720 MiB |
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| 256K | 1,440 MiB |
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(초기 추정 5GB는 오류였음 — 40레이어 전부 attention이라고 오해)
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## 4. `-ts` (Tensor Split) 비율 스윕 결과
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자동화 스크립트(`scripts/test_ts_ratios.py`)로 여러 비율 테스트:
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| ratio | status | PP | c0 model | c1 model | c0 compute | c1 compute |
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|-------|--------|-----|---------|---------|-----|-----|
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| 0.5,0.5 | ready | **Fallback** | 10,540 | 9,931 | 203 | 123 |
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||||
| **0.48,0.52** | ready | ✅ **ON** | 10,036 | 10,434 | 600 | 384 |
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||||
| 0.47,0.53 | ready | ✅ ON | 10,036 | 10,434 | 600 | 384 |
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||||
| 0.45,0.55 | error | — | — | — | — | — |
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||||
| 0.43,0.57 | error | — | — | — | — | — |
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||||
| 0.40,0.60 | error | — | — | — | — | — |
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||||
**해석:**
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- 40 레이어 기준 llama.cpp가 ratio를 정수 레이어로 반올림: 0.48 & 0.47 둘 다 19/21 분할이라 동일한 메모리 배치
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||||
- 0.5,0.5 (20/20)에서는 CUDA0 compute buffer가 PP 모드 요구치(600 MiB)를 수용 못해 자동 Fallback
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||||
- 0.45,0.55 이상은 CUDA1이 22+ 레이어 적재로 OOM
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||||
- **결론: PP on 유일 비율은 0.48,0.52 (또는 동등한 0.47,0.53)**
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## 5. `-ub` (Ubatch) 스윕 결과 — 핵심 발견
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짧은 프롬프트만 테스트해서 처음에 `-ub` 효과를 놓쳤음. 긴 프롬프트(3,100 토큰)로 재측정:
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| 설정 | PP | Prompt t/s | Gen t/s | 3,100 토큰 prefill | GPU0 여유 |
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|------|-----|-----------|---------|-----------------|---------|
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| ub 128 | ✅ ON | 649 | 62.01 | 4.85s | 216 MiB |
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||||
| **ub 256** | ❌ OFF | **1,157** | **62.00** | **2.68s** | **411 MiB** |
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||||
| ub 384 b 768 | ❌ OFF | 1,275 | 61.61 | 2.43s | 133 MiB |
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||||
**핵심 인사이트:**
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1. **`-np 1` 단일 사용자 환경에서 PP는 실질 이득 없음** — Pipeline Parallelism은 다중 요청 배칭에 의미가 있음. 단일 시퀀스면 overlap 할 대상이 없음.
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||||
2. **PP off가 오히려 유리** — compute buffer 작아져서 `-ub` 더 올릴 수 있음 → prefill 속도 대폭 향상
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||||
3. **`-ub` 수익률 체감:**
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- 128 → 256: **+78%** (649 → 1,157 t/s)
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||||
- 256 → 384: +10.2% (1,157 → 1,275 t/s)
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||||
- 안정성 대비 256이 스윗 스팟
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||||
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||||
4. **Gen 속도는 `-ub`와 무관** — 모두 62 t/s. Gen은 KV 캐시 크기 + PCIe x4 병목이 결정.
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||||
## 6. mmproj 처리 결정
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Qwen3.5-35B-A3B는 natively 멀티모달이라 mmproj 필요. 하지만 GPU에 올리면:
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```
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VRAM 수지 (256K, -ts 0.48,0.52):
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||||
모델 가중치: 10,036 (GPU0) + 10,434 (GPU1)
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||||
KV 캐시: 720 + 720 = 1,440 MiB
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||||
Compute: ~600 + ~384 MiB
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||||
mmproj: 858 MiB ← 추가 부담 → OOM
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```
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||||
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||||
**해법: `--no-mmproj-offload` 추가** → mmproj를 CPU RAM에 유지.
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||||
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||||
| 항목 | GPU 오프로드 | **CPU 오프로드** |
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||||
|------|------------|------------|
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||||
| VRAM 절약 | — | 858 MiB |
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||||
| 텍스트 추론 | 동일 | **동일 (손실 0)** |
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||||
| 이미지 인코딩 | GPU 빠름 | CPU 6.4초 (640×640 기준) |
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||||
**Hermes Agent 사용 패턴** = 95% 텍스트, 가끔 스크린샷 → **CPU 오프로드가 확실히 유리**.
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### 이미지 토큰 계산식
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||||
```
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patch_size = 16
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||||
n_merge = 2
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||||
→ tokens = (width/32) × (height/32)
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||||
```
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||||
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||||
| 해상도 | 토큰 |
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||||
|--------|------|
|
||||
| 640×640 | 400 |
|
||||
| 768×768 | 576 |
|
||||
| 1024×1024 | 1,024 (권장 최소) |
|
||||
| 2048×2048 | 4,096 (최대) |
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||||
|
||||
---
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||||
## 7. 제거된 옵션 (실측 영향 없음 확인)
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||||
| 옵션 | 제거 이유 | Δ TPS |
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||||
|------|---------|-------|
|
||||
| ~~`--mlock`~~ | 전용 추론기. 시스템 RAM 여유. mmap 페이지 잠금 불필요 | 0.04 |
|
||||
| ~~`--poll 50`~~ | GPU polling. `-np 1` 환경에선 효과 없음 | 0.00 |
|
||||
| ~~`--prio 3`~~ | 프로세스 우선순위. 전용기라 경쟁 없음 | 0.00 |
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||||
|
||||
제거 후 속도: 64.16 t/s (유지)
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 8. 최종 확정 옵션
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||||
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||||
```json
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||||
{
|
||||
"balanced": {
|
||||
"display_name": "Qwen 3.5 35B (Balanced)",
|
||||
"model_path": "models/Qwen3.5-35B-A3B-Q4_K_M.gguf",
|
||||
"measured_tps": 64.16,
|
||||
"args": [
|
||||
"--mmproj", "models/mmproj-F16.gguf",
|
||||
"--no-mmproj-offload",
|
||||
"-ngl", "999",
|
||||
"-c", "262144",
|
||||
"-np", "1",
|
||||
"-fa", "on",
|
||||
"--cache-type-k", "q4_0",
|
||||
"--cache-type-v", "q4_0",
|
||||
"-ub", "256",
|
||||
"-b", "512",
|
||||
"-t", "6",
|
||||
"-tb", "6",
|
||||
"-ts", "0.48,0.52"
|
||||
]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
## 9. 최종 실측 성능
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||||
### 텍스트 추론
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||||
| 시나리오 | Prompt t/s | Gen t/s | VRAM 여유 |
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||||
|---------|-----------|---------|---------|
|
||||
| 짧은 프롬프트 (170 tok) | — | **64.16** | GPU0 411 / GPU1 539 MiB |
|
||||
| 긴 프롬프트 (3,100 tok) | **1,157** | **62.00** | 동일 |
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||||
|
||||
### 비전 추론 (mmproj CPU)
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||||
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||||
| 단계 | 속도 / 시간 |
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||||
|------|------------|
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||||
| 이미지 인코딩 (CPU, 640×640) | 5.3초 (encode) + 1.0초 (decode) = **6.4초** |
|
||||
| 이미지 이후 생성 | 62 t/s |
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||||
|
||||
### VRAM 최종
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||||
|
||||
```
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||||
GPU 0 11,900 MiB (여유 216 MiB) Gen3 x4 [PCIe 병목]
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||||
GPU 1 11,710 MiB (여유 401 MiB) Gen4 x16
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||||
합계 23,610 MiB 중 사용 │ 966 MiB 여유
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||||
```
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||||
|
||||
### CPU RAM
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||||
```
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||||
llama-server Working Set: ~23 GB
|
||||
├── mmap 모델 (lazy) 20.5 GB
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||||
├── mmproj (CPU 할당) 0.86 GB
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||||
├── CUDA_Host compute buffer 0.39 GB
|
||||
├── CPU compute buffer 0.25 GB
|
||||
└── 기타 ~0.08 GB
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||||
```
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||||
---
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||||
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||||
## 10. 알려진 구조적 제약
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||||
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||||
1. **GPU 0 PCIe 3.0 x4 슬롯 병목** — Gen 속도 62 t/s 상한의 주원인. 물리적 한계라 소프트웨어로 해결 불가.
|
||||
2. **Pipeline Parallelism 자동 Fallback** — compute buffer가 `-ub 256` 시 CUDA0 한계 초과. 다만 `-np 1` 환경에선 실질 손실 없음.
|
||||
3. **mmproj CPU 상주** — 이미지 인코딩 시 GPU 대비 ~3-5배 느림. 사용 빈도가 낮아 허용.
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||||
|
||||
### 향후 개선 여지
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||||
- GPU 0을 PCIe 4.0 x16 슬롯으로 물리 이전 시 Gen 속도 추가 이득 기대 (~70+ t/s 가능성)
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||||
- 비전 사용이 잦아지면 `--no-mmproj-offload` 재고 필요
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||||
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---
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||||
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||||
## 11. 레퍼런스 대비
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```
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||||
Phase 01 측정치: 61.62 t/s
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||||
v3 확정치: 64.16 t/s (+4.1%)
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||||
```
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||||
|
||||
Phase 01은 **단일 GPU 환경**에서 튜닝되었음 (`found 1 CUDA devices` 로그 확인). 현재는 **듀얼 GPU (비대칭 PCIe)** + mmproj 제약 + PP 동작을 모두 반영한 새로운 baseline.
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||||
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||||
---
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||||
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||||
## 12. 검증 절차 (재현용)
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||||
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||||
```bash
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||||
# 기동
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||||
run_variet_engine.bat
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||||
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||||
# 짧은 프롬프트 속도
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||||
curl -s http://localhost:8000/v1/chat/completions \
|
||||
-H "Content-Type: application/json" \
|
||||
-d '{"model":"balanced","messages":[{"role":"user","content":"Write 200 words about computing history."}],"max_tokens":300}' \
|
||||
| python -c "import json,sys; d=json.load(sys.stdin); print(d['timings']['predicted_per_second'])"
|
||||
|
||||
# 긴 프롬프트 속도
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||||
python scripts/bench_long.py "verify"
|
||||
|
||||
# VRAM 확인
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||||
nvidia-smi --query-gpu=index,memory.used,memory.free,pcie.link.gen.current,pcie.link.width.current --format=csv
|
||||
```
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||||
|
||||
---
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||||
|
||||
**Document sealed: 2026-04-11**
|
||||
223
docs/v3_fast_retuning_log.md
Normal file
223
docs/v3_fast_retuning_log.md
Normal file
@@ -0,0 +1,223 @@
|
||||
# v3 — Fast Role Retuning Log (Gemma 4 26B-A4B)
|
||||
|
||||
**Date:** 2026-04-11
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||||
**Target role:** `fast` (Gemma 4 26B-A4B Q4_K_M)
|
||||
**Goal:** 레퍼런스 `measured_tps: 74.65` 재검증 및 vision 지원 추가
|
||||
**Result:** Text 71.89 t/s + Vision GPU 인코딩 ~1초 + VRAM 여유 ~2 GB
|
||||
**Status:** ✅ 확정
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||||
|
||||
---
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||||
|
||||
## 1. 재튜닝 동기
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||||
|
||||
- 기존 `fast` 설정(f16 KV, `--prio/--mlock/--poll` 등)이 Phase 01 시점 단일 GPU 기준으로 튜닝됐음
|
||||
- 듀얼 GPU 환경 + 비전 지원 추가 필요
|
||||
- `balanced` 재튜닝과 동일한 기준으로 재검증
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
## 2. Gemma 4 26B-A4B 아키텍처 실측 데이터
|
||||
|
||||
```
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||||
architecture: gemma4
|
||||
file size: 15.63 GiB (Q4_K_M, 5.32 BPW)
|
||||
n_layer: 30
|
||||
n_head_kv: [8,8,8,8,8,2, 8,8,8,8,8,2, 8,8,8,8,8,2, 8,8,8,8,8,2, 8,8,8,8,8,2]
|
||||
n_expert: 128 (8 active)
|
||||
n_ctx_train: 262144 (256K native)
|
||||
```
|
||||
|
||||
**핵심 구조:** 매 6번째 레이어만 full attention (`n_head_kv=2`), 나머지 25개는 **SWA (Sliding Window Attention)**. KV 캐시는 **5 full attention 레이어만** 큰 공간 차지.
|
||||
|
||||
### KV 캐시 실측 비교
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||||
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||||
| 컨텍스트 | f16 | q8_0 | q4_0 |
|
||||
|---------|-----|------|------|
|
||||
| Full attention (5 layers) | 5,120 MiB | 2,720 MiB | ~1,360 MiB |
|
||||
| SWA (25 layers, 1,536 cells) | 300 MiB | 159 MiB | ~80 MiB |
|
||||
| 총계 | **5,420 MiB** | **2,879 MiB** | **~1,440 MiB** |
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 3. VRAM 배치 (`-ts 0.43,0.57`)
|
||||
|
||||
13/17 레이어 분할:
|
||||
```
|
||||
Model: CUDA0 7,146 / CUDA1 8,857 MiB
|
||||
KV q8_0: CUDA0 1,088 / CUDA1 1,632 (FA) + CUDA0 ~70 / CUDA1 ~90 (SWA)
|
||||
mmproj: 1,138 MiB (CUDA0, --mmproj-offload 기본)
|
||||
Compute: CUDA0 ~820 / CUDA1 ~528 (PP fallback)
|
||||
Overhead: ~300 MiB per GPU
|
||||
|
||||
합계: GPU0 10,924 MiB (여유 1,192) / GPU1 11,230 MiB (여유 881)
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 4. `-ts` 비율 스윕 결과
|
||||
|
||||
| `-ts` | 분할 | CUDA0 model | CUDA1 model | 결과 |
|
||||
|-------|-----|-----------|-----------|-----|
|
||||
| 0.5,0.5 | 15/15 | 8,177 | 7,826 | mmproj OOM |
|
||||
| 0.47,0.53 | 14/16 | 7,708 | 8,295 | mmproj OOM |
|
||||
| **0.43,0.57** | **13/17** | **7,146** | **8,857** | ✅ 최적 |
|
||||
| 0.4,0.6 | 12/18 | 6,676 | 9,327 | vision decode crash (CUDA1 OOM) |
|
||||
|
||||
**0.43,0.57이 mmproj + 양쪽 GPU 여유의 스윗 스팟.**
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## 5. `-ub` / `-b` 스윕 결과
|
||||
|
||||
짧은 프롬프트(170 tok) vs 긴 프롬프트(3,100 tok) 양쪽 측정:
|
||||
|
||||
| 설정 | Prompt 읽기 | Gen 쓰기 | VRAM 여유 (G0/G1) |
|
||||
|------|-----------|---------|-----------------|
|
||||
| ub 128 | — | 74.95 (`-ts 0.5`) | — |
|
||||
| ub 256 | 1,429 | 67 | 411/539 |
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| **ub 512** (확정) | **1,672** | **66.67** | **1,192/881** |
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| ub 768 | 1,695 | 65.94 | 761/603 |
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| ub 1024 | — | — | init OOM |
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| ub 2048 | — | — | init OOM |
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**`-ub 512`가 스윗 스팟.** 더 크게 해도 이득 마진 작음 (1.3%) + VRAM 위험 증가.
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## 6. KV 캐시 양자화 비교
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| KV | Text (short) | Text (long gen) | VRAM 여유 |
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|----|-------------|----------------|---------|
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| f16 (초기) | 73.43 t/s | — | 298/427 |
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| f16 + mmproj CPU | 73.67 | — | 266/427 |
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| q8_0 | 73.20 | — | 1,321/1,925 |
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| **q8_0 + mmproj GPU** | **71.89** | **66.67** | **1,192/881** |
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**q8_0 전환으로 VRAM 2.5 GB 추가 확보 → mmproj GPU 장착 가능.** 품질 손실 미미.
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## 7. Vision 인코딩 (mmproj GPU)
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640×640 JPEG 고양이 이미지, 3회 반복:
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| 단계 | 시간 | 비고 |
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| 이미지 인코딩 (GPU) | ~1,000 ms | 283 토큰, 280 t/s |
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| 생성 후속 | 72 t/s | Text와 동일 |
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| **per-image 총 시간** | **~2.4초** | 1s encode + 1.4s gen |
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**CPU 오프로드 대비 ~12배 빠름** (Config 2 mmproj CPU: 12.4초). GPU 장착 가치 있음.
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## 8. Speculative Decoding 실험 (채택 안 함)
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Draft 모델 `gemma-4-E2B-it-Q4_K_M.gguf` 사용한 추측 디코딩 실험:
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| 항목 | 결과 |
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| Gen 평균 (5회) | 75.68 t/s (Run 1 49.68 포함) |
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| Gen BEST | 86.18 t/s (+18%) |
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| Gen Run 2-5 평균 | 82.18 (+14%) |
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| Cold start (Run 1) | **49.68 t/s (-31% vs baseline)** |
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| Acceptance rate | 82% (일반 텍스트) |
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| Tokenizer | 불일치 경고 |
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| mmproj 호환 | ❌ 추가 튜닝 필요 |
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**결론: 채택 안 함.** 이유:
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1. +14% 이득 vs 복잡성 폭증 (flag +5개, draft 모델 관리)
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2. **Cold start -31% 페널티** — idle 후 첫 응답 느림 (Hermes Agent 사용 패턴 상극)
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3. mmproj 추가하려면 draft 제거해야 함
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4. tokenizer 불일치 오버헤드 상시 발생
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5. acceptance rate 워크로드 의존 (한국어/코드는 더 낮을 것)
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## 9. 제거된 옵션
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| 옵션 | 제거 이유 |
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| ~~`--prio 3`~~ | 전용기, 경쟁 없음 |
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| ~~`--mlock`~~ | mmap 페이지 잠금 불필요 |
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| ~~`--poll 50`~~ | `-np 1` 단일 요청 환경 |
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| ~~`-t 6 / -tb 6`~~ | `-ngl 999` 풀 GPU 오프로드라 무의미 |
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balanced 재튜닝과 동일한 검증 거침. Text 속도 영향 오차 범위.
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## 10. 최종 확정 옵션
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```json
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{
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"fast": {
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||||
"display_name": "Gemma 4 26B (Fast)",
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||||
"model_path": "models/gemma-4-26B-A4B-it-Q4_K_M.gguf",
|
||||
"measured_tps": 72.04,
|
||||
"args": [
|
||||
"--mmproj", "models/gemma-4-26B-mmproj-F16.gguf",
|
||||
"-ngl", "999",
|
||||
"-c", "262144",
|
||||
"-np", "1",
|
||||
"-fa", "on",
|
||||
"--cache-type-k", "q8_0",
|
||||
"--cache-type-v", "q8_0",
|
||||
"-ub", "512",
|
||||
"-b", "2048",
|
||||
"-ts", "0.43,0.57"
|
||||
]
|
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}
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||||
}
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```
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## 11. 최종 실측 성능
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### Text 추론
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| 시나리오 | Prompt t/s | Gen t/s |
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|---------|-----------|---------|
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| 짧은 프롬프트 (170 tok, 5회) | — | **71.89** (BEST 72.91) |
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| 긴 프롬프트 (3,100 tok, 3회) | **1,672** | **66.67** |
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### Vision 추론 (GPU mmproj)
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| 단계 | 시간/속도 |
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|------|---------|
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| 이미지 인코딩 (640×640) | ~1,000 ms |
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| 이미지 토큰 수 | 283 |
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| 생성 속도 | 72 t/s |
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### VRAM 최종
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```
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GPU 0 10,924 MiB (여유 1,192 MiB) Gen3 x4
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GPU 1 11,230 MiB (여유 881 MiB) Gen4 x16
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```
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## 12. Phase 01 대비
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| 항목 | Phase 01 | v3 재튜닝 |
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|------|---------|----------|
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| 측정치 | 74.65 t/s | 71.89 t/s |
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| 차이 | — | **-2.76 (-3.7%)** |
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| GPU 구성 | 단일 | 듀얼 (비대칭 PCIe) |
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| mmproj | 없음 | **GPU 지원** |
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| KV | f16 | q8_0 |
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| VRAM 여유 | — | 2,073 MiB |
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**약 3.7% 속도 손실 대신 Vision 기능 확보**. 비대칭 PCIe (GPU0 x4) 구조에서 듀얼 GPU로 돌리는 비용. 단일 GPU로 돌아가려면 `--cpu-moe` + `-ngl` 조정 필요하지만 현재 검증 안 됨.
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## 13. Speculative Decoding 관련 정리
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E2B 드래프트 모델(`gemma-4-E2B-it-Q4_K_M.gguf`, 2.9 GB) 및 mmproj(`gemma-4-E2B-mmproj-F16.gguf`, 940 MB) 파일은 **최종 채택 안 됨**. 세션 중 실험 후 삭제 권장 (총 3.8 GB 디스크 회수).
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**Document sealed: 2026-04-11**
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