How many tokens can a GPU inference cluster deliver per watt? Across deployments of identical hardware, the answer varies by 40x -- not because of software inefficiency, but because of the serving context window. We derive the 1/W law: tokens per watt halves every time the context window doubles. A larger context window shrinks the KV-cache concurrency limit while leaving GPU power draw roughly unchanged. At 64K context, an H100 holds 16 sequences in flight (tok/W = 1.5); at 4K context, the same H100 holds 256 sequences (tok/W = 17.6). Routing topology -- which determines the effective context window each GPU services -- is a more powerful energy lever than buying newer hardware. Working from published H100 power measurements, a calibrated logistic power model, and a roofline throughput model, we derive these results analytically using the inference-fleet-sim framework; no new hardware experiments were conducted. Two-pool context-length routing (FleetOpt) delivers roughly 2.5x better tok/W over a homogeneous fleet, while upgrading from H100 to B200 delivers roughly 1.7x. The gains are independent: combining FleetOpt with B200 yields 4.25x over the H100 homogeneous baseline. B200/H200 numbers are analytical projections (+-20% uncertainty); H100 results are calibrated to published measurements. For MoE models, active-parameter weight streaming adds a third lever. Qwen3-235B-A22B (22B active) reaches roughly 37.8 tok/W at 8K context on H100 -- 5.1x better than Llama-3.1-70B -- because decode time scales with activated weights, not total parameters. MoE dispatch overhead is excluded, so this is an upper bound.


翻译:每瓦特GPU推理集群能交付多少token?在相同硬件部署条件下,答案差异可达40倍——这并非源于软件低效,而是由服务上下文窗口决定。我们推导出1/W定律:上下文窗口每扩大一倍,每瓦特token数减半。更大的上下文窗口会压缩KV缓存并发容量上限,而GPU功耗基本保持不变。在64K上下文下,H100可同时处理16条序列(token/W=1.5);而在4K上下文下,同一H100可处理256条序列(token/W=17.6)。决定每块GPU服务有效上下文窗口的路由拓扑,是比购买更新硬件更强大的能效杠杆。基于已发表的H100功耗测量数据、校准逻辑功耗模型及屋顶线吞吐量模型,我们采用推理集群仿真框架分析推导上述结论,未开展新硬件实验。双池上下文长度路由(FleetOpt)相较同质集群可提升约2.5倍的tok/W能效,而从H100升级至B200仅带来约1.7倍提升。两种增益相互独立:将FleetOpt与B200结合使用,可在H100同质基线基础上实现4.25倍提升。B200/H200数据为分析预测(±20%不确定性),H100结果已对标已发表测量数据进行校准。对于MoE模型,激活参数权重流构成第三杠杆。Qwen3-235B-A22B(22B激活参数)在H100上以8K上下文达到约37.8 tok/W——较Llama-3.1-70B提升5.1倍——原因在于解码时间与激活权重规模成正比,而非总参数规模。上述结果未计入MoE调度开销,因此为理论上限。

0
下载
关闭预览

相关内容

盘点来自工业界的GPU共享方案
计算机视觉life
12+阅读 · 2021年9月2日
深度学习的GPU:深度学习中使用GPU的经验和建议
数据挖掘入门与实战
11+阅读 · 2018年1月3日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
8+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
10+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
13+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
19+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员