Custo de LLM
Descubra os custos associados ao treinamento e implantação de Modelos de Linguagem de Grande Porte (LLMs) como GPT-3 e GPT-4, incluindo despesas com computação,...
Um guia completo sobre requisitos de GPU para Modelos de Linguagem de Grande Porte (LLMs), abordando especificações de hardware, treinamento vs inferência e como selecionar a melhor configuração de GPU para suas necessidades de IA.
Modelos de Linguagem de Grande Porte (LLMs) são redes neurais avançadas que trabalham com grandes volumes de texto. Você pode usá-los para gerar textos, resumir informações e interpretar linguagem humana. Exemplos incluem o GPT da OpenAI e o PaLM do Google. Esses modelos dependem de bilhões de parâmetros, que são valores matemáticos que orientam como o modelo entende e processa textos. Devido ao seu tamanho e complexidade, LLMs precisam de grande poder computacional, especialmente durante o treinamento e ao executar tarefas em larga escala.
GPUs, ou Unidades de Processamento Gráfico, lidam com muitos cálculos ao mesmo tempo. Enquanto CPUs (Unidades Centrais de Processamento) funcionam bem para tarefas sequenciais, GPUs podem realizar milhares de operações simultaneamente. Esse processamento paralelo é necessário para as multiplicações de matrizes e operações de tensores usadas nos LLMs. Utilizando GPUs, você pode acelerar tanto o treinamento (ensinar o modelo com dados) quanto a inferência (fazer o modelo prever ou gerar texto).
Modelos de linguagem de grande porte exigem muita VRAM para armazenar pesos, manter ativações e processar dados em paralelo. Para inferência com modelos de 7 a 13 bilhões de parâmetros, normalmente são necessários pelo menos 16GB de VRAM. Modelos com 30 bilhões de parâmetros ou mais geralmente requerem 24GB ou mais, especialmente usando precisão FP16. Se pretende treinar grandes modelos ou rodar várias instâncias simultaneamente, pode precisar de 40GB, 80GB ou mais de VRAM. GPUs de data center oferecem esse nível de VRAM.
A capacidade de uma GPU de lidar com cargas de trabalho de LLM depende dos FLOPS (operações de ponto flutuante por segundo). FLOPS mais altos significam processamento mais rápido. Muitas GPUs modernas também incluem hardware especializado, como Tensor Cores da NVIDIA ou Matrix Cores da AMD. Esses núcleos aceleram as multiplicações de matrizes usadas em modelos transformer. Procure GPUs que suportem operações de precisão mista, como FP16, bfloat16 e int8. Essas funções aumentam o desempenho e ajudam a economizar memória.
Banda larga de memória permite que a GPU mova dados rapidamente entre a memória e as unidades de processamento. Para execução eficiente de LLMs, busque largura de banda acima de 800 GB/s. GPUs como NVIDIA A100/H100 ou AMD MI300 atingem essas velocidades. Alta largura de banda evita atrasos na transferência de dados, principalmente com modelos grandes ou lotes maiores. Se a banda for baixa, pode haver lentidão no treinamento e na inferência.
O consumo de energia e o calor gerado por GPUs aumentam com o desempenho. GPUs de data center podem exigir de 300 a 700 watts ou mais, necessitando sistemas de resfriamento robustos. GPUs de consumo geralmente consomem de 350 a 450 watts. Escolhendo uma GPU eficiente, você reduz custos operacionais e a necessidade de infraestrutura complexa, importante para cargas de trabalho grandes ou contínuas.
Se pretende usar múltiplas GPUs ou seu modelo é grande demais para a VRAM de uma única GPU, são necessários interconectores rápidos. PCIe Gen4 e Gen5 são opções comuns, enquanto NVLink está disponível em algumas GPUs NVIDIA de data center. Essas tecnologias permitem comunicação rápida entre GPUs e o compartilhamento de memória, possibilitando treinamento ou inferência paralela em várias GPUs.
Muitos fluxos de trabalho de LLM utilizam modelos quantizados, que usam formatos de precisão reduzida como int8 ou int4. Esses formatos cortam uso de memória e aceleram o processamento. Procure GPUs que suportem e acelerem aritmética de baixa precisão. Tensor Cores da NVIDIA e Matrix Cores da AMD oferecem desempenho robusto nessas operações.
Fator | Valor Típico para LLMs | Exemplo de Uso |
---|---|---|
VRAM | ≥16GB (inferência), ≥24GB (treinamento), 40–80GB+ (grande escala) | Tamanho do modelo e tarefas paralelas |
Desempenho de Computação | ≥30 TFLOPS FP16 | Velocidade de processamento |
Largura de Banda | ≥800 GB/s | Velocidade de transferência de dados |
Eficiência Energética | ≤400W (consumo), ≤700W (data center) | Consumo e resfriamento |
Interconexão Multi-GPU | PCIe Gen4/5, NVLink | Configurações multi-GPU |
Precisão/Quantização | Suporte a FP16, BF16, INT8, INT4 | Cálculos eficientes |
Ao escolher uma GPU para modelos de linguagem de grande porte, equilibre esses fatores técnicos com seu orçamento e tipo de trabalho. Foque em VRAM e largura de banda para lidar com modelos maiores. Busque desempenho de computação e suporte a precisão para processamentos mais rápidos e eficientes.
Ao escolher uma GPU para LLMs, considere tamanho da memória, desempenho de computação, banda de memória e compatibilidade com as ferramentas de software. A seguir, uma comparação direta das principais GPUs para LLMs em 2024, baseada em benchmarks e detalhes de hardware.
NVIDIA A100
NVIDIA RTX 6000 Ada Generation
AMD Instinct MI100
Intel Xe HPC
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Para pesquisa e treinamento em nível empresarial, escolha a NVIDIA A100 ou RTX 6000 para lidar com grandes LLMs. Se deseja a melhor GPU de consumo para inferência local ou prototipagem, opte pela RTX 4090. A MI100 da AMD oferece uma opção open-source para data centers, especialmente se quiser usar o software ROCm. Sempre combine sua GPU ao tamanho do LLM e ao tipo de tarefa para obter os melhores resultados e eficiência.
Ao selecionar uma GPU para LLMs, considere o tipo específico de trabalho: treinamento, inferência (usar um modelo treinado para prever), ou ambos. Cada atividade possui requisitos distintos de poder de computação e memória, que guiarão sua escolha de arquitetura de GPU.
O treinamento de LLMs exige muitos recursos. São necessárias GPUs com grande quantidade de VRAM—normalmente 24GB ou mais por GPU—alto desempenho para operações de ponto flutuante e largura de banda elevada. Muitos utilizam múltiplas GPUs conectadas por NVLink ou PCIe para processar grandes conjuntos de dados e modelos simultaneamente, reduzindo significativamente o tempo de treinamento. GPUs de data center como NVIDIA H100, A100 ou AMD MI300 são ideais para isso, suportando treinamento distribuído e recursos como correção de erros e virtualização de hardware.
Inferência é usar um LLM treinado para gerar texto ou analisar dados. Exige menos poder que o treinamento, mas alta VRAM e desempenho continuam importantes, especialmente com modelos grandes ou não comprimidos. Fine-tuning ajusta um modelo pré-treinado com um conjunto de dados menor, o que pode ser feito em GPUs de alto desempenho de consumo como NVIDIA RTX 4090, 3090 ou RTX 6000 Ada, com 16–24GB de VRAM. Essas GPUs oferecem ótimo desempenho pelo preço, servindo pesquisadores, pequenas empresas e entusiastas que querem executar tarefas locais ou testar modelos.
Se trabalha com modelos pequenos ou apenas precisa rodar inferência ou fine-tuning simples, uma única GPU geralmente basta (ex.: Llama 2 7B ou Mistral 7B). Para treinar modelos maiores ou acelerar o trabalho, serão necessárias várias GPUs juntas. Nesse caso, use frameworks de computação paralela como PyTorch Distributed Data Parallel e conexões rápidas para dividir o trabalho entre as GPUs.
Rodar GPUs localmente garante controle total e elimina custos mensais, ideal para desenvolvimento contínuo ou quando há necessidade de privacidade. Soluções em nuvem permitem acesso instantâneo a GPUs poderosas como A100 ou H100 sem investimento inicial alto. A nuvem oferece escalabilidade flexível e menos manutenção, adequada para projetos variáveis ou para evitar grandes investimentos.
Caso de Uso | GPU(s) Recomendada(s) | Requisitos Chave |
---|---|---|
Treinamento de Modelo (grande) | NVIDIA H100, A100, MI300 | 40–80GB VRAM, multi-GPU |
Fine-Tuning Local | RTX 4090, RTX 6000 Ada | 16–24GB VRAM |
Inferência Local | RTX 4090, RTX 3090, RX 7900 XTX | 16–24GB VRAM |
Escalabilidade em Nuvem | A100, H100 (alugada) | Sob demanda, alta VRAM |
Ao alinhar sua escolha de GPU ao tipo de carga—treinamento, inferência ou escalabilidade—você aproveita melhor o orçamento e se prepara para futuras necessidades.
A maioria dos frameworks de LLM—como PyTorch, TensorFlow e Hugging Face Transformers—funciona melhor com GPUs NVIDIA. Esses frameworks conectam-se profundamente à plataforma CUDA da NVIDIA e bibliotecas cuDNN. CUDA permite programar a GPU diretamente em C, C++, Python e Julia, acelerando tarefas de deep learning. Modelos modernos de LLM usam esses frameworks para desenvolvimento, treinamento e implantação, com suporte nativo ao CUDA.
GPUs AMD utilizam o stack open-source ROCm (Radeon Open Compute). ROCm habilita programação via HIP (Heterogeneous-compute Interface for Portability) e suporta OpenCL. O ROCm está crescendo em compatibilidade com frameworks de LLM, mas alguns recursos e otimizações ainda são menos desenvolvidos do que no ecossistema NVIDIA. Isso pode significar menos modelos ou menor estabilidade. ROCm é open-source com exceção de partes do firmware, e desenvolvedores trabalham para ampliar seu suporte em IA e computação de alto desempenho.
A NVIDIA oferece um conjunto completo de ferramentas de otimização, como TensorRT para inferência mais rápida, treinamento em precisão mista (FP16/BF16), quantização e pruning. Isso ajuda a usar o hardware de modo eficiente, poupando memória e acelerando o processamento. A AMD está incluindo recursos semelhantes no ROCm, porém ainda com menos suporte e usuários.
Padrões como SYCL, do Khronos Group, buscam tornar a programação de GPU multiplataforma em C++. Isso pode melhorar a compatibilidade futura entre NVIDIA e AMD nos LLMs. Atualmente, os principais frameworks continuam funcionando melhor e com maior confiabilidade em GPUs com CUDA.
Ao avaliar o custo de GPUs para tarefas com LLM, considere mais do que apenas o preço inicial. O custo total de propriedade (TCO) inclui despesas contínuas como eletricidade, resfriamento e possíveis upgrades de hardware. GPUs de alto desempenho como NVIDIA RTX 4090 ou 3090 usam entre 350 e 450 watts em carga máxima, resultando em custos anuais elevados de energia. Por exemplo, uma GPU rodando a 400 watts o ano inteiro, com tarifa de $0,15/kWh, pode gerar mais de $500 em eletricidade.
Compare GPUs usando preço por FLOP (operação de ponto flutuante por segundo) e preço por GB de VRAM. Esses números ajudam a medir o valor. GPUs de consumo como a RTX 4090 (24GB VRAM, cerca de $1.800) oferecem ótimo custo-benefício para rodar LLMs localmente e prototipar. GPUs empresariais, como a NVIDIA H100 (80GB VRAM, cerca de $30.000), são projetadas para tarefas grandes e paralelas—custam mais por lidarem com cargas maiores e desempenho extremo.
Estudos mostram que serviços de API em nuvem, em geral, economizam dinheiro em relação à compra de uma GPU topo de linha para uso local—especialmente se você utiliza a GPU apenas ocasionalmente ou em tarefas pequenas. O custo anual de energia pode superar o custo total de geração de centenas de milhões de tokens via APIs em nuvem. Serviços em nuvem também eliminam preocupações com manutenção e upgrades, oferecem acesso instantâneo ao hardware mais recente, escalabilidade rápida e sem investimento inicial alto.
Para extrair o melhor valor de sua GPU para LLMs, combine hardware à sua real necessidade. Não compre VRAM ou desempenho a mais se seus projetos forem pequenos. Sempre inclua custos de energia e resfriamento nas contas. Use APIs em nuvem quando precisar de capacidade extra ou rodar tarefas em grande escala. Para a maioria dos usuários fora de operações massivas, o acesso a LLMs em nuvem oferece melhor valor e flexibilidade.
Resumo:
Escolha GPUs considerando o custo total: preço inicial, energia, refrigeração e frequência de uso. GPUs locais de alto desempenho são ideais para cargas pesadas e contínuas. Para a maioria, serviços em nuvem oferecem melhor valor e acesso facilitado.
Comece identificando o maior modelo de linguagem que planeja usar e se vai focar em treinamento, inferência ou ambos. Para inferência local, garanta que a VRAM da GPU atenda ou supere levemente a necessidade do modelo. Normalmente, de 12–24GB de VRAM bastam para modelos quantizados de 7–13 bilhões de parâmetros. Para modelos maiores ou treinamento, podem ser necessários 24GB ou mais. Superestimar gastos gera desperdício; subestimar resulta em erros de memória e interrupções.
GPUs NVIDIA funcionam com mais frameworks de LLM devido ao suporte estabelecido do CUDA/cuDNN. GPUs AMD podem economizar dinheiro, mas requerem checagem de compatibilidade entre versão do ROCm e drivers. Placas AMD podem exigir configurações extras. Sempre certifique-se de que seus softwares e modelos LLM são compatíveis com a arquitetura e driver da GPU. Ignorar isso pode causar longos períodos de troubleshooting ou inviabilizar seu setup.
GPUs topo de linha consomem muita energia e geram calor. Antes de comprar, verifique se sua fonte de alimentação suporta a potência da GPU (muitas placas exigem 350–600 watts). Certifique-se de que o gabinete possui fluxo de ar suficiente para resfriar a GPU. Resfriamento inadequado reduz desempenho e vida útil. Ignorar esses requisitos pode resultar em instabilidade ou custos extras inesperados.
Escolha uma GPU com um pouco mais de VRAM e desempenho do que precisa atualmente, para suportar novos modelos e atualizações de software. No entanto, não pague por recursos que não vai usar. Para a maioria, uma GPU de consumo topo de linha oferece ótimo equilíbrio entre preço, desempenho e longevidade. Verifique também o valor de revenda caso queira atualizar no futuro.
Em caso de dúvida, comece com uma GPU de consumo bem suportada como a NVIDIA RTX 4090 para testes locais. Para treinamentos ou inferências em larga escala, utilize serviços em nuvem com GPUs empresariais. Assim, mantém custos baixos e flexibilidade para expandir projetos de LLM.
Um laboratório de pesquisa em IA de universidade treinou um grande modelo de linguagem com mais de 13 bilhões de parâmetros usando um cluster multi-GPU NVIDIA A100. O trabalho foi distribuído por quatro A100 com 80GB de VRAM cada, reduzindo o tempo de treinamento em 40% comparado ao uso de uma única GPU. O time utilizou paralelismo de dados distribuído do PyTorch, otimizando divisões de tarefas. Alta largura de banda de memória e suporte CUDA eficiente permitiram grandes batch sizes e checkpoints. O exemplo mostra como clusters avançados aceleram projetos de LLM em ambientes acadêmicos.
Uma startup de chatbots de IA escolheu a NVIDIA RTX 4090 (24GB VRAM) para prototipagem ágil e fine-tuning de modelos de 7 a 13 bilhões de parâmetros. Realizaram inferência e fine-tuning local com frameworks como Hugging Face Transformers. Depois de criar um modelo pronto para produção, finalizaram treinamentos massivos em GPUs A100 na nuvem. Isso reduziu custos e permitiu desenvolvimento rápido, mostrando como GPUs de consumo apoiam estágios iniciais de LLM antes de escalar para soluções empresariais.
Um pesquisador independente montou um laboratório doméstico com uma única NVIDIA RTX 3090 (24GB VRAM). Usando modelos open-source quantizados, conseguiu rodar e ajustar Llama-2 13B e similares com sucesso. Utilizou frameworks eficientes em memória e inferência em precisão mista para ótimos resultados sem precisar de recursos de data center. Esse caso mostra que indivíduos podem experimentar e avançar com LLMs usando hardware acessível e ferramentas open-source.
Uma fintech melhorou a avaliação de risco de clientes usando um cluster de GPUs NVIDIA A100, possibilitando análise em tempo real de interações e documentos. As GPUs forneceram inferência rápida mesmo em grandes volumes de transações, resultando em melhor precisão de detecção de risco e maior eficiência operacional. O caso destaca benefícios de infraestrutura robusta e escalável com LLMs em aplicações de negócios.
Esses exemplos mostram como a escolha da configuração correta de GPU pode impactar tempo, custo e resultados em diferentes contextos.
Você precisa de uma GPU com pelo menos 8 a 16GB de VRAM para realizar inferência em pequena escala em modelos de linguagem de grande porte (LLMs) quantizados ou menores. Rodar modelos maiores ou usar inferência em precisão total geralmente exige 24GB ou mais de VRAM.
Para treinar grandes modelos de linguagem, geralmente você precisa de no mínimo 24GB de VRAM. Alguns modelos avançados podem exigir 40GB ou mais. Para tarefas de inferência, você pode usar 8 a 16GB de VRAM se os modelos forem quantizados. Modelos padrão para inferência ainda podem precisar de 24GB ou mais.
As GPUs NVIDIA são a opção preferida porque possuem amplo suporte em frameworks de deep learning como CUDA e cuDNN. As GPUs AMD estão melhorando com o suporte ao ROCm, mas você pode enfrentar algumas questões de compatibilidade ou desempenho em determinados frameworks de LLM.
Você pode usar GPUs de notebook de alto desempenho com 16GB ou mais de VRAM para modelos menores ou quantizados durante a inferência. No entanto, desktops são melhores para cargas de trabalho mais longas ou exigentes. Desktops também oferecem melhor refrigeração e são mais fáceis de atualizar.
GPUs de data center, como NVIDIA H100 ou A100, oferecem mais VRAM, melhor estabilidade e desempenho otimizado para múltiplas GPUs. Essas características suportam treinamento em larga escala. GPUs de consumo, como RTX 4090, custam menos e funcionam bem para projetos locais ou de pequena escala.
Você pode usar treinamento em precisão mista, quantização e manter seus drivers e bibliotecas de GPU (como CUDA, cuDNN ou ROCm) atualizados. Ajuste seus frameworks (como PyTorch ou TensorFlow) para aproveitar ao máximo a arquitetura da sua GPU.
GPUs em nuvem funcionam bem para cargas de trabalho ocasionais ou variáveis porque você não precisa manter o hardware. Comprar sua própria GPU custa menos ao longo do tempo se você a utiliza com frequência ou por longos períodos.
Se sua GPU ficar sem memória, o processo pode parar, desacelerar muito ou você pode precisar reduzir o tamanho do lote (batch size). Você pode solucionar usando modelos menores, aplicando quantização ou atualizando para uma GPU com mais VRAM.
Explore comparações detalhadas, análises de custo e conselhos práticos para selecionar a GPU ideal para treinar ou rodar modelos de linguagem de grande porte.
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