Calculadora de FLOPs por Token
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| Tipo de passagem | Passagem direta (2N) |
|---|---|
| Parâmetros | 70 |
Calculadora de FLOPs por Token
Estime as operações de ponto flutuante que um transformer realiza por token usando as regras de 2N para inferência e 6N para treinamento, a partir da contagem de parâmetros do modelo em bilhões.
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FLOPs por token
Quanto cálculo um modelo de linguagem consome em um único token? A resposta sustenta quase toda estimativa de ordem de grandeza na área — orçamentos de treinamento, custos de inferência e utilização de hardware partem dela. O atalho padrão é notavelmente simples: um transformer denso realiza cerca de duas operações de ponto flutuante por parâmetro para processar um token, e cerca de seis durante o treinamento. Esta calculadora aplica essas regras à contagem de parâmetros de um modelo.
A regra dos 2N
O custo computacional de um transformer é dominado por grandes multiplicações de matrizes, e em cada uma delas todo peso é acessado uma vez por token. Uma única multiplicação-acumulação conta como duas operações de ponto flutuante — uma multiplicação e uma soma —, de modo que empurrar um token através de um modelo com parâmetros custa cerca de duas operações por parâmetro, a regra dos 2N, na passagem direta. Essa é a estimativa do trabalho de leis de escala de Kaplan, e tornou-se a moeda universal para raciocinar sobre o custo computacional de modelos. Ela ignora deliberadamente tudo o que não é uma multiplicação de matriz ponderada por parâmetros, o que é uma boa aproximação para modelos grandes.
Custo de inferência e de treinamento
Treinar um modelo também exige uma passagem reversa para calcular os gradientes. A passagem reversa produz gradientes em relação tanto às ativações quanto aos pesos, cada um com custo aproximado ao da passagem direta, de modo que praticamente dobra o trabalho da passagem direta. O total fica em torno de três passagens diretas, ou seis operações por parâmetro por token (a estimativa dos 6N):
GF=k⋅N(GFLOPs, N em bilho˜es)=k⋅N×109com o fator igual a dois para uma passagem direta e seis para um passo de treinamento. Como é informado em bilhões, o valor da passagem direta cai diretamente em GFLOPs.
Exemplo resolvido
Para um modelo de 70 bilhões de parâmetros em uma passagem direta:
GF=2×70=140 GFLOPs=2×70×109=1.4×1011 FLOPsCada token gerado custa cerca de 140 GFLOPs. Multiplicar pela vazão total de um modelo fornece a taxa de cálculo alcançada, e dividir esse valor pelo pico de um acelerador fornece sua utilização. Treinar o mesmo modelo custaria GFLOPs por token, e multiplicar o custo de treinamento pelo total de tokens de um conjunto de dados é a forma habitual de dimensionar o orçamento computacional de uma execução de treinamento.
O que fica de fora
A regra contabiliza apenas as multiplicações de matrizes que envolvem parâmetros. O mecanismo de atenção acrescenta um termo separado que cresce com o comprimento da sequência e não depende da contagem de parâmetros; para modelos típicos com comprimentos de contexto moderados ele é pequeno, mas em contextos muito longos pode tornar-se significativo. As camadas de embedding e normalização também são omitidas. Por essas razões, o valor é uma estimativa para escala e orçamento, não uma contagem exata de instruções. Para ver o cálculo alcançado como fração do pico do hardware, prossiga para a Calculadora de Utilização de FLOPs do Modelo.
Perguntas frequentes (FAQ)
De onde vem a estimativa de 2N?
O custo computacional de um transformer é dominado por multiplicações de matrizes nas quais cada peso é usado uma vez por token. Uma multiplicação-acumulação corresponde a duas operações de ponto flutuante — uma multiplicação e uma soma —, de modo que processar um único token através de N parâmetros custa cerca de 2N operações na passagem direta.
Essa é a regra prática introduzida no trabalho de leis de escala de Kaplan e reutilizada em toda a área. Trata-se de uma aproximação: ela contabiliza as grandes multiplicações de matrizes e trata o restante como desprezível, o que vale bem para modelos grandes.
Por que o treinamento é três vezes mais caro?
O treinamento executa a passagem direta e, em seguida, uma passagem reversa para calcular os gradientes. A passagem reversa calcula gradientes em relação tanto às ativações quanto aos pesos, cada um com custo aproximado ao da passagem direta, de modo que a passagem reversa custa cerca do dobro da direta e o total fica em torno de três vezes — seis operações por parâmetro por token.
Multiplicar 6N pelo total de tokens de um conjunto de dados é a forma habitual de estimar o orçamento computacional de uma execução de treinamento.
Isso inclui a atenção?
Não. As regras de 2N e 6N contabilizam apenas as multiplicações de matrizes que envolvem parâmetros. O mecanismo de atenção acrescenta um termo que cresce com o comprimento da sequência e independe da contagem de parâmetros.
Para modelos grandes típicos com comprimentos de contexto moderados, esse termo é pequeno em relação às multiplicações de matrizes, de modo que a estimativa permanece próxima. Em comprimentos de contexto muito longos, a atenção pode representar uma parcela significativa, e é necessário um modelo mais detalhado.
Aviso legal
Estas são estimativas de primeira ordem que contabilizam as multiplicações de matrizes dominantes e omitem os termos de atenção, normalização e embedding. As contagens reais de operações dependem da arquitetura e do comprimento do contexto. Use o valor para comparações de escala e estimativas de orçamento, não para contabilidade exata de hardware.
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