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colibri/README.zh-TW.md
2026-07-17 17:03:49 +08:00

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colibrì——小巧引擎,龐大模型

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**小巧引擎,龐大模型。**只要約 25 GB 記憶體,就能在消費級電腦上執行 GLM-5.2744B 參數的 MoE——以零相依套件的純 C 實作,從硬碟串流載入專家。

Colibrì 是一套輕量、維持品質的 MoE 執行環境,將 VRAM、RAM 與儲存裝置視為統一管理的記憶體階層。高速記憶體不足可能降低速度, 但預設策略絕不會在未告知的情況下改變模型精度或路由語意

$ ./coli chat
  🐦 colibrì v1.0 — GLM-5.2 · 744B MoE · int4 · streaming CPU
  ✓ ready in 32s · resident 9.9 GB
   ciao!
  ◆ Ciao! 😊 Come posso aiutarti oggi?

實際運行畫面

colibrì 網頁儀表板——即時指標、硬體面板與專家儲存層級

網頁儀表板(./coli web):744B 模型達到 4 tok/s、TTFT 1.6 秒、硬碟讀取 0—— 在 6× RTX 5090 上讓所有專家常駐,並即時顯示 token 指標、每輪耗時明細、 VRAM/RAM/硬碟層級長條,以及角落的即時迷你大腦。

大腦頁面——以即時皮質呈現 19,456 個專家

大腦(Brain頁面:將全部 19,456 個專家呈現為活的皮質——顏色代表儲存層級, 亮度代表路由熱度,每輪被路由到的專家都會閃白。將游標停在專家上,即可查看其 實測主題親和度

圖譜頁面——以 3D 星系呈現實測專家圖譜

圖譜(Atlas頁面:將實測專家圖譜 呈現為 3D 星系——共 13,260 個已分析專家,其中 1,041 個可重現的專門專家會按主題聚集 (詩歌、法律、中文、SQL……)。位置取自實測路由親和度,而非學習出的嵌入向量。拖曳即可旋轉。

核心概念

744B 的專家混合(Mixture-of-Experts)模型,每個 token 只會啟用約 40B 參數—— 其中每個 token 之間會變動的只有約 11 GB(被路由到的專家):

每個 token 只會啟用約 5.4% 的參數

所以模型不必完整放進高速記憶體,而是需要正確配置位置

  • 稠密部分(注意力、共享專家、嵌入——約 17B 參數)以 int4 常駐 RAM(約 9.9 GB);
  • 19,456 個路由專家75 個 MoE 層 × 256,加上 MTP head;每個在 int4 下約 19 MB 存放在硬碟(約 370 GB),並隨需串流載入,搭配逐層 LRU 快取、 會學習的熱門專家固定儲存區,以及選用的 VRAM 層級。

引擎由單一 C 檔(c/glm.c)與少量標頭檔組成。不需要 BLAS, 執行階段不需要 Python,也不需要 GPU。

運作方式

每個 token 的處理路徑

路由 → 聯集 → 配置 → 重疊執行 → 學習

每個 token 的每一層都會走過相同的五個步驟。設計目標是讓 配置只決定速度——無論專家是從 VRAM 或硬碟回應,路由器的決策與權重精度都完全相同。

統一記憶體階層,取代單一記憶體門檻

VRAM/RAM/NVMe 三層專家常駐架構

同一套引擎涵蓋完整硬體範圍:在 25 GB 筆電上,一切都從硬碟串流載入 (慢,但結果正確);在大型主機上,則可讓整組專家常駐 (CUDA_EXPERT_GB=auto PIN_GB=all),讓硬碟完全退出解碼路徑。 兩端之間有一層學習型快取:引擎會記錄你的工作負載路由到哪些專家 .coli_usage,每輪更新),並自動固定最熱門的專家——colibrì 確實會越用越快。 在多插槽主機上,COLI_NUMA=1 會將常駐權重交錯分配到各記憶體控制器 (#82)。

絕不為同一次硬碟讀取等待兩遍

快取未命中的成本很高,因此引擎大部分的巧思都用來避免或重疊處理這些讀取: 每個專家的三個矩陣相鄰儲存,並以一次 pread 讀取;有界非同步 I/O pool (PIPE=1,預設啟用)會在常駐專家運算時載入缺少的專家;批次位置只讀取每個 不重複專家一次(批次聯集);路由前瞻執行緒(PILOT=1)則預先載入下一層專家—— 實測顯示,路由結果提前一層時有 71.6% 的可預測性。 在 GPU 上,常駐管線(COLI_CUDA_PIPE=2)讓殘差流跨層保留在裝置端, 使 CPU 專家迴圈不中斷;在 Apple Silicon 上,實驗性的 Metal 後端會用統一記憶體 GPU 執行批次專家運算。

忠實模型,壓縮狀態

前向傳遞已透過 transformers oracle 驗證為逐 token 完全一致 teacher-forcing 32/32)。MLA 注意力儲存壓縮後的 KV 狀態——每個 token 為 576 個 浮點數,而非 32,768 個(縮小 57×)——並跨重新啟動持久保存 .coli_kv):對話可暖啟恢復,不需重新 prefill,結果與不中斷的工作階段 逐位元組相同。DSA 稀疏注意力(GLM-5.2 的 lightning indexer)已忠實實作, 並透過強制選取所有 key,驗證可精確重現稠密注意力。

如實呈現推測式解碼

GLM-5.2 原生 MTP head 會起草 token,再由主模型以一次批次前向傳遞驗證—— 條件合適時每次 forward 可產生 2.22.8 個 token。兩條得來不易的規則已成為預設值: MTP head 必須是 int8(int4 head 的接受率會崩落到 04%,見 #8),且草稿與驗證必須計算 相同函數——SPEC_PIN=1 會把兩者固定在同一 kernel family (完整鑑識過程見 #163)。 文法強制草稿(GRAMMAR=file.gbnf)可在受限 JSON 輸出中, 以近乎免費的成本提高接受率。推測式解碼是否帶來淨收益取決於快取熱度——請實測, 若不划算就使用 DRAFT=0

實際成果

各硬體等級的實測解碼速度

同一套引擎、同一個 int4 容器——硬體只會改變專家的存放位置。 完整 benchmark 表格中的重點如下:

  • **6× RTX 5090,全部常駐:**解碼 5.86.8 tok/sTTFT 約 13 秒 實驗紀錄);
  • **128 GB、僅使用 CPU 的桌上型電腦:**暖機後約 1.8 tok/s #200);
  • **單張 RTX 5070 Ti 的筆電級電腦:**透過 GPU 常駐管線達到 1.07 tok/s #273);
  • **25 GB 開發機:**冷啟動 0.05–0.1 tok/s——這是專案起步時已證實的下限, 也仍是如實呈現的基準。

品質來自測量,而非假設:int4 容器的量化成本,以及 scale granularityrotation 消融實驗,收錄於 docs/benchmarks.md#108#81

開始使用

1. 取得模型

Hugging Face 上已有預先轉換的 GLM-5.2 int4 容器——請務必使用 含 int8 MTP head 的版本

https://huggingface.co/mateogrgic/GLM-5.2-colibri-int4-with-int8-mtp

⚠️ 原始鏡像使用 int4 MTP head → 草稿接受率為 0% #8)。請檢查你的版本: ls -l <model>/out-mtp-*——正確的 int8 大小為 3527131672 / 5366238584 / 1065950496

你也可以自行從 FP8 來源轉換——只需一條可續傳的指令,且任何時候都不需要 在硬碟上同時存放完整的 756 GB:

cd c && ./setup.sh                        # 檢查 gcc/OpenMP、建置並執行自我測試
./coli convert --model /nvme/glm52_i4     # 逐 shard 下載並轉換(僅此一次需要 python)

2. 執行

COLI_MODEL=/nvme/glm52_i4 ./coli chat     # 自動偵測 RAM 預算、快取與 MTP
COLI_MODEL=/nvme/glm52_i4 ./coli plan     # 檢視規劃的 VRAM/RAM/硬碟配置
COLI_MODEL=/nvme/glm52_i4 ./coli doctor   # 唯讀就緒檢查
./coli web  --model /nvme/glm52_i4        # 在同一個連接埠提供 API 與網頁儀表板
./coli serve --model /nvme/glm52_i4       # 僅提供 OpenAI 相容 API

引擎執行階段是純 C——python 只供單次轉換工具與選用的 API gateway 使用。

3. 深入了解

主題 文件
Benchmark、社群實測數據、品質測量 docs/benchmarks.md
調校選項、策略、學習型快取、預先載入 docs/tuning.md
Windows 11 原生建置(含 CUDA DLL docs/windows.md
CUDA 後端、VRAM 專家層級、全部常駐 docs/cuda.md
Apple Silicon Metal 後端 docs/metal.md
OpenAI 相容 API、KV slots、網頁儀表板 docs/api.md
文法強制草稿(結構化輸出) docs/grammar-draft.md
環境變數完整清單 docs/ENVIRONMENT.md

支持專案

colibrì 最初是由一人使用 12 核心、25 GB RAM 的筆電開發; 如今它的數據來自社群中的各種真實機器。如果這個專案對你有用:

  • 為儲存庫加星並分享;
  • 🐛 以 issue 提交你的硬體 benchmark 數據——實測資料比任何其他事都更能推動專案;
  • 💬 若想贊助開發或捐贈硬體,請透過 GitHub issues 聯絡。

儲存庫結構

Makefile                  根目錄建置/檢查入口
c/
├── glm.c                 單檔 GLM 引擎
├── st.h, tok.h, json.h   執行階段標頭檔
├── backend_cuda.*        選用的 CUDA 層級
├── Makefile              建置與本機檢查
├── coli                  使用者介面 CLI
├── openai_server.py      OpenAI 相容 HTTP gateway
├── setup.sh              單一指令完成本機設定
├── tools/                離線轉換、fixtures 與 benchmarks
├── scripts/              長時間轉換輔助工具
└── tests/                零相依套件的 C 與 Python 測試
web/                      瀏覽器 UI(純 OpenAI API client
desktop/                  包裝網頁 UI 的 Tauri v2 桌面 shell
docs/                     參考文件、實驗與媒體檔

執行階段路徑刻意維持扁平、易讀:glm.c 加上少量標頭檔。 在儲存庫根目錄執行 makemake checkmake clean, 都會轉交給引擎的 Makefile。

為什麼叫做「colibrì」

蜂鳥只有幾公克重,能在原地懸停,並在一天內造訪上千朵花。 這套引擎只用蜂鳥般的配給,就能讓 744B 參數的巨人運轉: 25 GB RAM、十二個 CPU 核心,以及對硬碟的大量耐心。

授權條款

Apache 2.0。GLM-5.2 權重由 Z.ai 以 MIT 授權發布。