LlamaなどのローカルLLM(大規模言語モデル)を動かす際のNVIDIA GeForceシリーズとApple M4チップ(特にM4 ProやM4 Max)の性能比較について、最新の情報を基に詳しく解説します。
M4 Macの性能
AppleのM4チップは、特に統合型GPUとNeural Engineを活用したAI処理において強みを持っています。
- メモリ帯域幅とユニファイドメモリの利点
M4 ProやM4 Maxでは、ユニファイドメモリ(最大128GB)を活用することで、CPUとGPU間のデータ転送が高速化されています。M4 Maxではメモリ帯域幅が最大410GB/sに達し、非バッチ処理のLLM推論において有利です[2][3][5]。 - トークン生成速度(Llama.cppでの実測値)
- M4 Pro(20コアGPU):約30トークン/秒(Q4量子化モデル)[3][7]
- M4 Max(40コアGPU):約66トークン/秒(Q4量子化モデル)[3][5]
特にQ4量子化モデルでは、メモリ容量の大きさがモデルのロードや推論速度に寄与しています。 - 消費電力と静音性
Apple Siliconは消費電力が低く、ファンノイズも少ないため、デスクトップ環境での快適性が高いです[2]。
NVIDIA GeForceの性能
NVIDIAのGeForceシリーズは、特にディープラーニングや生成AIのトレーニング・推論において業界標準とされています。
- GPUの生演算性能とメモリ帯域幅
RTX 4090などのハイエンドモデルでは、メモリ帯域幅が1,008GB/sに達し、Tensorコアを活用した高速な推論が可能です。これにより、Llama 2のような大規模モデル(70Bパラメータ)でも効率的に動作します[2][10][31]。 - トークン生成速度(Llama.cppでの実測値)
- RTX 4070 Ti(12GB VRAM):約122トークン/秒(Q4量子化モデル)[12][19]
- RTX 4090(24GB VRAM):約200トークン/秒(Q4量子化モデル)[31][33]
特にバッチ処理や高負荷な推論では、GeForceの性能が際立ちます。 - VRAM容量の制約
ただし、モデルサイズが大きい場合(例:Llama 70B)、VRAM容量が不足する可能性があり、量子化や分割処理が必要になる場合があります[2][31]。
M4 MacとGeForceの比較
項目 | Apple M4 Mac | NVIDIA GeForce RTX |
---|---|---|
メモリ容量 | 最大128GB(ユニファイドメモリ) | 最大24GB(RTX 4090のVRAM) |
メモリ帯域幅 | 最大410GB/s(M4 Max) | 最大1,008GB/s(RTX 4090) |
トークン生成速度 | 最大66トークン/秒(M4 Max, Q4量子化) | 最大200トークン/秒(RTX 4090, Q4量子化) |
消費電力 | 非常に効率的 | 高性能だが消費電力は高め |
価格 | 高価(特にM4 Maxモデル) | 幅広い価格帯(RTX 4070~4090) |
用途 | 軽量なLLM推論、静音性重視の環境 | 高負荷なLLM推論やトレーニング |
結論
- M4 Macは、特に軽量なLLM推論や非バッチ処理において効率的で、静音性や省電力性が求められる環境に適しています。ただし、トークン生成速度やモデルサイズの対応力ではNVIDIA GPUに劣る場合があります。
- NVIDIA GeForceは、特に高負荷なLLM推論やトレーニングにおいて圧倒的な性能を発揮します。特にRTX 4090は、Llama 2のような大規模モデルでも高速な処理が可能です。
用途や予算に応じて、どちらを選ぶかを検討するのが良いでしょう。
[1] https://giginet.hateblo.jp/entry/2024/12/09/110000
[2] https://medium.com/@andreask_75652/thoughts-on-apple-silicon-performance-for-local-llms-3ef0a50e08bd
[3] https://github.com/ggerganov/llama.cpp/discussions/4167
[4] https://linustechtips.com/topic/1528521-large-language-models-llm-local-running-gpu-cpu-benchmarks-and-next-gen-prospects/
[5] https://tech.aru-zakki.com/macbook-m4max-llama-cpp-benchmark/
[6] https://zenn.dev/headwaters/articles/e19d02faeaa9bf
[7] https://www.reddit.com/r/LocalLLM/comments/1hppzs2/token_per_second_comparison_10core_gpu_vs_16core/
[8] https://news.ycombinator.com/item?id=40052032
[9] https://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/nishikawa/1519390.html
[10] https://bizon-tech.com/blog/best-gpu-llm-training-inference?srsltid=AfmBOorYTbRhkrEzjh3ybSUJsRhlZJurbim30P0noaxrOxbg4fT5BRDP
[11] https://www.insurtechlab.net/run_llm_on_localmachine_using_lama_cpp_python/
[12] https://note.com/rcat999/n/nfd50615a9446
[13] https://github.com/XiongjieDai/GPU-Benchmarks-on-LLM-Inference
[14] https://forum.level1techs.com/t/local-ai-on-m-chip-macbooks/220407
[15] https://www.wantedly.com/companies/company_694512/post_articles/953220
[16] https://forums.macrumors.com/threads/macbook-pro-llm-performance.2441585/
[17] https://seanvosler.medium.com/the-200b-parameter-cruncher-macbook-pro-exploring-the-m4-max-llm-performance-8fd571a94783
[18] https://zenn.dev/robustonian/articles/selection_of_gpus_for_local_llm
[19] https://www.databasemart.com/blog/ollama-gpu-benchmark-rtx3060ti?srsltid=AfmBOoqpdOcvWGjtAQXjnDUUOybEr6dq-f4yQ10pT7P6Sw1qYw8dmpoX
[20] https://blog.peddals.com/run-llm-on-32gb-ram-mac/
[21] https://chatgpt-enterprise.jp/blog/local-llm-japanese/
[22] https://medium.com/@bijit211987/top-nvidia-gpus-for-llm-inference-8a5316184a10
[23] https://note.com/rxob84/n/ndd7fdb2a9c5b
[24] https://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/nishikawa/1642220.html
[25] https://www.creationline.com/tech-blog/chatgpt-ai/ai/71494
[26] https://note.com/zilo/n/n249122008220
[27] https://uepon.hatenadiary.com/entry/2024/10/22/010143
[28] https://zenn.dev/ogiki/articles/90309bebef32dd
[29] https://www.reddit.com/r/LocalLLaMA/comments/15rwe7t/the_llm_gpu_buying_guide_august_2023/
[30] https://dev.to/maximsaplin/running-local-llms-cpu-vs-gpu-a-quick-speed-test-2cjn
[31] https://discuss.huggingface.co/t/recommended-hardware-for-running-llms-locally/66029
[32] https://blogs.nvidia.com/blog/ai-decoded-lm-studio/
[33] https://developer.nvidia.com/blog/accelerating-llms-with-llama-cpp-on-nvidia-rtx-systems/
[34] https://zenn.dev/afk2777/articles/localllm-mac
[35] https://qiita.com/k-keita/items/cb8a084a3bd459905f87
[36] https://x.com/FABYMETAL4/status/1876744046850486373