拓海先生、お忙しいところ失礼します。最近、部下からLLMの環境負荷を減らす話が出てきまして、炭素フットプリントの話をするように言われました。でも正直、推論でどれだけCO2が出るのか、どうやって事前に見積もるのかが全く見当つかないのです。
素晴らしい着眼点ですね！大丈夫、一緒に整理すれば必ずできますよ。要点を三つに分けると、まず『推論の実行前に見積もる必要性』、次に『何が複雑さを生むのか』、最後に『実務で使える道具があるか』です。これらを順に噛み砕いて説明できますよ。
なるほど。まずはその『事前に見積もる必要性』ですが、我々が知りたいのは投資対効果です。推論を実行してから『想定よりCO2が多かった』では遅い。事前にコストと環境負荷の両面で判断できるんでしょうか。
はい、事前推定が重要です。大丈夫、三つの観点で見積もれますよ。第一にリクエスト特性、すなわちバッチサイズやプロンプト長、生成トークン数。第二にハードウェア構成、GPUの種類や数。第三に処理フェーズの性質で、事前計算が多いフェーズと逐次生成に伴うフェーズで消費が変わります。これらを組み合わせれば、事前にかなり正確に推定できるんです。
それは分かりやすいです。ただ現場ではGPUの特性なんて調べるのが大変で、ベンダーごとに違うと聞きます。結局のところ、我々が使うクラウド環境の違いで見積もりがブレるのではないですか。
良いポイントですよ。そこで鍵になるのがハードウェア固有の性能指標を取り込むことです。例えばGPUの理論上の演算性能やメモリ帯域、いわゆるRoofline performanceを特徴量として扱うと、異なるGPU間の違いをモデルが学習して補正できますよ。
これって要するに、ハードの違いを数値でモデルに教え込めば、どのクラウドを使っても見積もりが効くようになる、ということですか？
その通りです！要するにハードを数値化してモデルに渡すことで、ベンダー差を吸収できるんです。さらに、推論には事前に並列処理するフェーズ(prefill)と、逐次的に生成していくフェーズ(decode)があり、それぞれ消費特性が異なります。これを分けて扱うことも大事ですよ。
なるほど。では実務としては、どの程度の精度で予測できるのですか。部下には『精度が低ければ意味がない』と言われています。
ここがこの研究の肝なんです。従来の式ベースや単純な機械学習モデルより大幅に精度が改善され、一般的な利用ケースにおいて50％以上、条件によっては100％を超える改善が確認されています。要点は、層ごとの演算カーネルをグラフとして表現し、グラフニューラルネットワークで学習する点です。
グラフニューラルネットワークですか…。専門的ですが、要するに各処理のつながりを図にして学習するということですか。現場で使うには学習させるデータがたくさん必要になるのでは。
鋭い指摘です。そこで研究では、実際に多様なGPU構成と推論設定に注目した効率的なデータサンプリング手法を用いています。重要な実利用ケースに重点を置くことで、大量の全組合せを集める必要を減らしつつ、現実で起きやすい条件を高精度でカバーできますよ。
分かりました。最後に一つだけ確認します。これを導入すると、我が社の意思決定にどう役立つのか、端的に教えてください。
要点三つでまとめますよ。第一に、事前見積もりで投資対効果を比較できる。第二に、クラウドやGPU選定で環境負荷とコストのバランスを取れる。第三に、典型的な利用ケースに最適化された推定は実務導入の障壁を下げる。大丈夫、一緒に進めれば必ず実装可能です。
分かりました。自分の言葉で言うと、『推論の前にリクエストとハードの特徴を数値化して見積もれば、どのクラウドで実行してもCO2の予測精度が上がり、投資判断と運用設計が合理的にできます』ということですね。ありがとうございます、まずは試してみます。
