Llama 3.1 405B Instruct — VRAM 요구사항, 양자화 매트릭스 & GPU 가이드

Llama 3.1 405B Instruct(Meta Llama, Llama 3.1 Community)은 상주 파라미터 405B(토큰당 활성 405B), 126개 레이어, 최대 131,072 컨텍스트 토큰을 지원하는 그룹 쿼리 어텐션 (GQA) 기반 Dense Transformer (밀집 모델) 아키텍처입니다.

대화형 Llama 3.1 405B Instruct 메모리 & 컨텍스트 시뮬레이터

32,768 토큰

메모리 세부 내역 & 대역폭 상한

여유 있게 적재
모델 가중치: 91.7% KV: 6.3% Overhead: 2%
총 필요 메모리
249.40 GB
디바이스당 할당량: 249.40 GB
모델 가중치
228.67 GB
KV 캐시 (FP16): 15.75 GB
추정 단일 스트림 디코딩
1.8 tok/s
런타임 & TP 오버헤드: 4.98 GB
OOM 이전 최대 컨텍스트
446,229
토큰

아키텍처 KV 압축으로 단순 MHA FP16(252.00 GB) 대비 93.8% 절감.

macOS는 기본적으로 GPU wired 메모리를 약 384.0 GB(75%)로 제한하며, iogpu.wired_limit_mb 조정 시 최대 450.6 GB(88%)까지 사용할 수 있습니다.

sudo sysctl iogpu.wired_limit_mb=461373

정밀도 & 양자화별 VRAM 매트릭스 (8K / 32K / 128K 컨텍스트)

가중치 정밀도 및 컨텍스트 길이별 총 필요 GPU 메모리 (batch = 1, FP16 KV 캐시)
정밀도 / 포맷 유효 bpw 가중치 단독 합계 @ 8K ctx 합계 @ 32K ctx 합계 @ 128K ctx 권장 등급 (@ 32K)
FP16 / BF16 16.00 bpw 754.37 GB 771.17 GB 782.99 GB 830.24 GB 8× NVIDIA H100 80GB
FP8 8.50 bpw 400.76 GB 412.26 GB 424.07 GB 471.32 GB 8× NVIDIA H100 80GB
Q8_0 8.50 bpw 400.76 GB 412.26 GB 424.07 GB 471.32 GB 8× NVIDIA H100 80GB
Q6_K 6.56 bpw 309.29 GB 319.42 GB 331.23 GB 378.48 GB Mac Studio 512GB
Q5_K_M 5.69 bpw 268.27 GB 277.78 GB 289.60 GB 336.85 GB Mac Studio 512GB
Q4_K_M 4.85 bpw 228.67 GB 237.59 GB 249.40 GB 296.65 GB Mac Studio 512GB
AWQ INT4 4.50 bpw 212.17 GB 220.84 GB 232.65 GB 279.90 GB Mac Studio 512GB
IQ4_XS 4.25 bpw 200.38 GB 208.87 GB 220.69 GB 267.94 GB Mac Studio 512GB

하드웨어 호환성 & 디코딩 속도 (Llama 3.1 405B Instruct @ Q4_K_M, 32K 컨텍스트)

주요 GPU 및 Apple Silicon에서의 적재 판정, 메모리 사용률 및 추정 디코딩 처리량
하드웨어 등급 메모리 & 대역폭 필요량 (32K) 적재 판정 추정 디코딩 속도
RTX 3090 24GB 24 GB · 936 GB/s 253.17 GB (1055%) 메모리 부족 (OOM) —
RTX 4090 24GB 24 GB · 1008 GB/s 253.17 GB (1055%) 메모리 부족 (OOM) —
RTX 5090 32GB 32 GB · 1792 GB/s 253.17 GB (791%) 메모리 부족 (OOM) —
Apple M-Max 64GB 64 GB · 546 GB/s 249.40 GB (390%) 메모리 부족 (OOM) —
Mac Studio 128GB 128 GB · 546 GB/s 249.40 GB (195%) 메모리 부족 (OOM) —
Mac Studio 192GB 192 GB · 800 GB/s 249.40 GB (130%) 메모리 부족 (OOM) —
NVIDIA A100 80GB 80 GB · 2039 GB/s 253.17 GB (317%) 메모리 부족 (OOM) —
NVIDIA H100 80GB 80 GB · 3350 GB/s 253.17 GB (317%) 메모리 부족 (OOM) —

검증된 Transformer 아키텍처 파라미터

Checkpoint ID
meta-llama/Llama-3.1-405B-Instruct
Ollama Tag
llama3.1:405b
License / Release
Llama 3.1 Community · 2024-Q3
토폴로지 & 어텐션
Dense Transformer (밀집 모델)
어텐션 메커니즘
그룹 쿼리 어텐션 (GQA)
총 파라미터 (B)
405B
토큰당 활성 파라미터 (B)
405B
은닉 레이어 수 / 은닉 차원 (Hidden Size)
126 / 16384
쿼리 헤드 수 / KV 헤드 수
128Q / 8KV (d=128)
Vocab / Max Position
128,256 / 131,072

양자화 포맷은 패킹된 정수 가중치와 함께 블록별 스케일 계수 및 제로 포인트를 저장합니다. 4비트 GGUF Q4_K_M 체크포인트는 파라미터당 평균 4.85 유효 비트(4.00이 아님)를 사용하며 Q8_0은 평균 8.50 bpw를 소비합니다. Mixture-of-Experts 모델에서는 토큰마다 발생하는 호스트 페이징을 방지하기 위해 모든 라우팅 및 공유 전문가가 메모리에 상주합니다.

표준 Grouped-Query Attention은 전체 레이어에 걸쳐 2 × L × H_kv × d_head × S × B × bytes_kv를 할당합니다. DeepSeek Multi-head Latent Attention (MLA)은 Key와 Value를 L × (d_kv_lora + d_qk_rope) × S × B × bytes_kv로 압축해 장문 컨텍스트 메모리를 90% 이상 절감합니다. 하이브리드 슬라이딩 윈도우 모델은 로컬 어텐션 레이어를 min(S, window_size)로 제한하고 글로벌 레이어만 S에 선형 비례해 확장합니다.

Llama 3.1 405B Instruct용 빠른 시작 vLLM & Ollama 명령어

vLLM CLI (Mac Studio 512GB)
vllm serve meta-llama/Llama-3.1-405B-Instruct \
  --tensor-parallel-size 1 \
  --max-model-len 32768 \
  --max-num-seqs 8 \
  --gpu-memory-utilization 0.80 \
  --kv-cache-dtype fp8 \
  --enable-prefix-caching \
  --port 8000
Ollama Modelfile
# Optional macOS unified-memory ceiling override before launching:
# sudo sysctl iogpu.wired_limit_mb=461373

# Save as Modelfile, then run: ollama create llama-3-1-405b-custom -f Modelfile
FROM llama3.1:405b
PARAMETER num_ctx 32768
PARAMETER num_batch 512
PARAMETER flash_attn true

# Environment variables for ollama serve:
# OLLAMA_NUM_PARALLEL=8 OLLAMA_FLASH_ATTENTION=1 OLLAMA_KV_CACHE_TYPE=q8_0 ollama serve

동일 계열 및 유사 규모 오픈웨이트 모델 비교