推論のレイテンシとは 業界の性能試験は最初の1語を0.45秒、次の語を40ミリ秒以内と定める
推論のレイテンシは、AIが答えを返すまでの待ち時間です。業界団体MLCommonsの性能試験は、対話向けのLlama 2 70Bで、最初の1語を450ミリ秒、以後1語ごとを40ミリ秒以内とする条件を置いています。
- 推論のレイテンシは、質問を送ってから答えが届くまでの時間です。文章を出すAIでは2つに分けて測ります。
- TTFTは最初の1語(トークン)が出るまでの時間、TPOTは2語目以降の1語ごとの平均の間隔です。
- MLPerfの推論の試験では、Llama 2 70Bの通常の条件がTTFT 2秒・TPOT 200ミリ秒、対話向けが450ミリ秒・40ミリ秒です。
- レイテンシの条件を厳しくすると、1台で同時にさばける量(スループット)は落ちます。
推論のレイテンシとは、AIモデルに入力を渡してから、結果が返ってくるまでの時間のことです。チャットの画面では、文字が1つずつ流れるように出てきます。このため、最初の文字が出るまでの待ちと、文字が流れる速さを別々に測ります。
2つの物差し
TTFT(Time To First Token)は、最初の1トークンが出るまでの時間です。この間に、AIは質問の文章を全部読み込み、計算の途中結果をメモリに置きます。質問が長いほど、TTFTは長くなります。
TPOT(Time Per Output Token)は、2つ目以降のトークンが出る平均の間隔です。答えの1語ごとに、モデルの重みと途中結果をメモリから読み出します。このため、TPOTはメモリの帯域、つまりHBMの速さに左右されます。TPOTが40ミリ秒なら、1人あたり毎秒25トークンの速さです。
性能試験が定める上限
半導体の会社は、AIチップの推論の性能を、業界団体MLCommonsの試験「MLPerf Inference」で比べています。試験は、決められたレイテンシの上限を守ったうえで、どれだけ多くの要求をさばけたかを競います。
| モデル | 区分 | TTFT | TPOT |
|---|---|---|---|
| Llama 2 70B | 会話 | 2,000ミリ秒 | 200ミリ秒 |
| Llama 2 70B | 対話 | 450ミリ秒 | 40ミリ秒 |
| Llama 3.1 405B | サーバー | 6,000ミリ秒 | 175ミリ秒 |
| DeepSeek-R1 | 対話 | 1,500ミリ秒 | 15ミリ秒 |
| GPT-OSS-120B | 対話 | 2,000ミリ秒 | 20ミリ秒 |
考えてから答える推論型のモデルは、答えの前に長い文章を内部で書きます。DeepSeek-R1の対話向けのTPOTが15ミリ秒と短いのは、そのためです。15ミリ秒は毎秒約67トークンにあたります(計算)。
各社の示し方
Llama 2 70Bの対話向けの条件は、会話の条件に比べてTTFTが約4.4分の1、TPOTが5分の1です(計算)。対話向けの区分は2025年の第5版で加わりました。エヌビディアは2025年4月、この版の結果で、GB200 NVL72はLlama 3.1 405BでGPU1基あたりの性能がH200の8基構成の最大3.4倍だったと発表しました。
レイテンシとスループットは、同じ機械では引っ張り合いになります。多くの要求をまとめて処理すれば1台あたりの量は増えますが、1人あたりの待ちは長くなります。試験が上限を決めて競わせるのは、この引っ張り合いの中で比べるためです。
関連する用語
- トークン:AIが文章を扱う単位です。日本語では1文字前後、英語では単語の一部にあたります。
- スループット:一定時間にさばける要求やトークンの総量です。
- KVキャッシュ:読み込んだ文章の途中結果を置くメモリです。TTFTとTPOTの両方に関わります。
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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