Mistral Small 3.1 (24B) — 显存需求、量化矩阵与 GPU 选型指南

Mistral Small 3.1 (24B)(Mistral,Apache-2.0)采用 稠密 Transformer (Dense) 架构,拥有 24B 常驻参数(每 Token 激活 24B)、40 层网络结构,以及支持最高 131,072 上下文 Token 的 分组查询注意力 (GQA)。

Mistral Small 3.1 (24B) 交互式显存与上下文模拟器

32,768 tokens

显存占用拆解与带宽上限评估

紧凑可运行 (>90% 可用上限)
模型权重占用: 67.2% KV: 24.8% Overhead: 8%
总计所需显存
20.16 GB
单卡分配显存: 20.16 GB
模型权重占用
13.55 GB
KV 缓存 (FP16): 5.00 GB
预估单路解码速度
29.4 tok/s
运行时与 TP 通信开销: 1.61 GB
触发 OOM 前最大上下文
53,954
tokens

架构级 KV 压缩相比朴素 MHA FP16(20.00 GB)节省 75.0% 显存。

多精度量化显存矩阵(8K / 32K / 128K 上下文)

不同权重精度与上下文长度下的总计所需 GPU 显存(batch = 1,FP16 KV 缓存)
精度 / 格式 有效 bpw 仅权重 总计 @ 8K ctx 总计 @ 32K ctx 总计 @ 128K ctx 推荐硬件规格 (@ 32K)
FP16 / BF16 16.00 bpw 44.70 GB 48.50 GB 52.25 GB 67.25 GB NVIDIA A100 80GB
FP8 8.50 bpw 23.75 GB 26.91 GB 30.66 GB 45.66 GB RTX 5090 32GB
Q8_0 8.50 bpw 23.75 GB 26.91 GB 30.66 GB 45.66 GB RTX 5090 32GB
Q6_K 6.56 bpw 18.33 GB 21.33 GB 25.08 GB 40.08 GB RTX 5090 32GB
Q5_K_M 5.69 bpw 15.90 GB 18.83 GB 22.58 GB 37.58 GB RTX 3090 24GB
Q4_K_M 4.85 bpw 13.55 GB 16.41 GB 20.16 GB 35.16 GB RTX 3090 24GB
AWQ INT4 4.50 bpw 12.57 GB 15.40 GB 19.15 GB 34.15 GB RTX 3090 24GB
IQ4_XS 4.25 bpw 11.87 GB 14.68 GB 18.43 GB 33.43 GB RTX 3090 24GB

硬件兼容性与解码速度(Mistral Small 3.1 (24B) @ Q4_K_M, 32K 上下文)

主流旗舰 GPU 与 Apple Silicon 上的适配结论、显存占用率与预估解码吞吐
硬件规格 显存与带宽 32K 所需显存 适配结论 预估解码速度
RTX 3090 24GB 24 GB · 936 GB/s 20.16 GB (84%) 紧凑可运行 (>90% 可用上限) 29.4 tok/s
RTX 4090 24GB 24 GB · 1008 GB/s 20.16 GB (84%) 紧凑可运行 (>90% 可用上限) 31.7 tok/s
RTX 5090 32GB 32 GB · 1792 GB/s 20.16 GB (63%) 轻松容纳 56.3 tok/s
Apple M-Max 64GB 64 GB · 546 GB/s 19.62 GB (31%) 轻松容纳 16.1 tok/s
Mac Studio 128GB 128 GB · 546 GB/s 19.62 GB (15%) 轻松容纳 16.1 tok/s
Mac Studio 192GB 192 GB · 800 GB/s 19.62 GB (10%) 轻松容纳 23.6 tok/s
NVIDIA A100 80GB 80 GB · 2039 GB/s 20.16 GB (25%) 轻松容纳 67.8 tok/s
NVIDIA H100 80GB 80 GB · 3350 GB/s 20.16 GB (25%) 轻松容纳 111.4 tok/s

已核验 Transformer 架构参数明细

Checkpoint ID
mistralai/Mistral-Small-3.1-24B-Instruct-2503
Ollama Tag
mistral-small3.1:24b
License / Release
Apache-2.0 · 2025-Q1
拓扑与注意力
稠密 Transformer (Dense)
注意力机制
分组查询注意力 (GQA)
总参数量 (B)
24B
每 Token 激活参数 (B)
24B
隐藏层数 (Layers) / 隐藏层维度 (Hidden Size)
40 / 5120
查询头数 (Query Heads) / KV 头数 (KV Heads)
32Q / 8KV (d=128)
Vocab / Max Position
131,072 / 131,072

量化格式除紧凑打包的整数权重外,还需按块存储缩放因子与零点偏移。4-bit GGUF Q4_K_M 检查点平均每参数占用 4.85 有效比特(而非 4.00),Q8_0 平均为 8.50 bpw。对于混合专家(MoE)模型,所有路由专家与共享专家均须常驻内存,以避免逐 Token 触发主机内存换页。

标准分组查询注意力(GQA)跨层分配 2 × L × H_kv × d_head × S × B × bytes_kv。DeepSeek 多头潜在注意力(MLA)将键值压缩为 L × (d_kv_lora + d_qk_rope) × S × B × bytes_kv,削减超过 90% 的长上下文显存。混合滑动窗口模型将局部注意力层限制在 min(S, window_size),仅全局注意力层随序列长度 S 线性增长。

Mistral Small 3.1 (24B) 快速启动 vLLM 与 Ollama 命令

vLLM CLI (RTX 3090 24GB)
vllm serve mistralai/Mistral-Small-3.1-24B-Instruct-2503 \
  --tensor-parallel-size 1 \
  --max-model-len 32768 \
  --max-num-seqs 8 \
  --gpu-memory-utilization 0.95 \
  --kv-cache-dtype fp8 \
  --enable-prefix-caching \
  --port 8000
Ollama Modelfile
# Save as Modelfile, then run: ollama create mistral-small-24b-custom -f Modelfile
FROM mistral-small3.1:24b
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

横向对比同系列及相近规模开源权重模型