Google DeepMind、Transformer 学習の並列化手法を解説
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Google DeepMind の研究者らが公開したインタラクティブなツールは、Transformer 学習の並列化戦略とハードウェア制約を可視化し、大規模モデル開発における最適化の指針を提供する。
AI深層分析を開く2026年8月22日 22:05
AI深層分析
キーポイント
インタラクティブな可視化ツールの提供
Google DeepMind の研究者らが中心となり、Transformer 学習のスケーリングに関する複雑な計算をスライダー操作で直感的に確認できるツールを開発した。
主要パラメータの動的調整機能
モデルサイズ(D, F, L)、ハードウェア性能(TFLOP/s, バンド幅)、バッチサイズなど、学習効率に影響する多様な変数をユーザーが自由に変更してシミュレーションできる。
既存の並列化戦略の体系的解説
データ並列性、FSDP(Fully Sharded Data Parallel)、テンソル並列性、パイプライン処理といった主要な手法とその組み合わせについて、理論的背景と共に解説している。
並列化手法の包括的検討
データ並列、FSDP、テンソル並列、その混合形式、パイプライン処理といった元の密集型TPUスキームから解説が始まる。さらにGPUファブリックモデルとMoE向けのエキスパート並列が追加され、各手法で通信がボトルネックとなるタイミングが問われる。
要約の性質
この要約は適応版のものであり、元の章の記述は4つの密集型スキームについて説明していたと注釈されている。
重要な引用
An explorable adaptation of Part 5 of 'How to Scale Your Model' by Jacob Austin, Sholto Douglas, Roy Frostig, Anselm Levskaya, Charlie Chen, Sharad Vikram, Federico Lebron, Peter Choy, Vinay Ramasesh, Albert Webson & Reiner Pope (Google DeepMind).
We begin with the original dense TPU schemes — data parallelism, FSDP, tensor parallelism, their mixed form, and pipelining
We begin with the original dense TPU schemes — data parallelism, FSDP, tensor parallelism, their mixed form, and pipelining — then splice in the GPU fabric model and expert parallelism for MoEs.
For each, we ask when communication becomes the bottleneck.
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編集コメント
このツールは、数式や理論書だけでは把握しにくい大規模学習の現実的な制約を視覚的に理解させる点で極めて有用である。特にハードウェア性能とアルゴリズム選択の関係をシミュレーションできる機能は、実務における意思決定プロセスを支援する強力な手段となる。
Source Article
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本文に関係しない購読案内、埋め込み通知、サイト内プロモーションは除いています。
モデル構成
D=8,192(埋め込み次元)
F=28.7k(FFN 層の中間次元)
L=80(Transformer レイヤー数)
E=1·k=1(エクスパート数と活性化数)
ハードウェア性能
C=459 TFLOP/s(計算能力)
Wici=180 GB/s(メモリ帯域幅)
バッチサイズ
B=2M トークン
これは、Jacob Austin 氏ら Google DeepMind のチームが執筆した「How to Scale Your Model」シリーズの第 5 部を基にした、探索可能な解説版です。
まず、データ並列処理、FSDP(Fully Sharded Data Parallel)、テンソル並列処理、それらの組み合わせ、そしてパイプライン並列処理といった、従来の密集型モデル向け TPU スキームから始めます。その後、GPU 基盤モデルと MoE(Mixture of Experts)向けのエクスパート並列処理を統合します。各手法について、「通信がボトルネックとなるのはどの段階か」を問いながら解説していきます。
※本要約は上記の適応版によるものであり、元章で説明された 4 つの密集型スキームの詳細とは異なります。
このページは、モデルの解説ではなく、実際に動作するシミュレーションモデルです。
すべての緑色の数値は、左右にドラッグして調整したり、ダブルクリックして正確な値を入力したりできます。一方、青い数値は緑色の数値からリアルタイムで計算されます。ぜひお試しください:バッチサイズを 2M に変更すると、チップごとのバッチサイズが 3,906 に追従します(青い数値のいずれかにカーソルを合わせると、その計算式が表示されます)。これらはすべて同じモデルとハードウェアの状態を共有しているため、どこかで変更を加えると、すべての箇所へ即座に反映されます。
並列化の度合いは各スキームごとに独立しています。密集した混合グループでは *N* = DP·TP となりますが、EP と PP はそれぞれのセクションで個別にモデル化されています。複合的な具体例では、その積を明示的に記述します。
安心してスクラビング(初期化)してください。一度スクラビングすると、すべての数値がデフォルト値に戻りますが、選択したモデルやハードウェア構成、仕様・測定値の選定は保持されます。このボタンは上部バーにあるものと同じで、スクラビングによって数値が変更されるとオレンジ色に点灯します。また、個別の数値をダブルクリックして空白で確定させることで、その数値のみを元に戻すことも可能です。さらに、ブラウザの戻るボタンを使えば、過去の設定へも簡単に戻ることができます。
あなたが読んでいるのは誰の言葉か?
この記事の元ネタは、2022 年に Maruan Al-Shedivat 氏が執筆した TPU と GPU の章(© 2025 Google LLC、MIT ライセンス)です。AI が作成した独自部分は明確にラベル付けされています。
具体的な運用ルールは以下の通りです。
- 元の章で固定値として印刷されていた数値は、このページではリアルタイムで計算しています(個別の置換にはマークを付けていません)。
- 対話型の図とキャプションが、従来の静的な図に置き換えられています。
- ✦ 余白ノートや「適応版」と明記された部分は AI が執筆した編集者の声です。初版は Fable(Anthropic)によって作成され、この敵対的なレビューとその修正は OpenAI Codex によって行われました。ここには指示事項や補足説明、そして新しい ロウライン入門 や エキスパート並列化、GPU ネットワーク のセクションが含まれます。これらは第 12 章のソース部分を組み合わせており、AI が作成した接続文や適応部分は同じラベル付け規則に従っています。
また、元の章で使われていた一文字のメッシュ軸名(X, Y, Z など)は、ここでは並列化の次元名として読み替えています。具体的には X は DP(データ並列)、Y は TP(テンソル並列)、パイプライン処理セクションの Z は PP(モデル並列)、そして第 12 章のエキスパート軸 Z は EP(エキスパート並列)となります。これは全体に適用される置換であり、それぞれの軸は独立したスクリブル可能な変数として扱われ、各セクションでその用途に合わせてテキスト内で調整されています。
GPU 環境を前提とした場合、ハードウェアの用語もそれに合わせて置き換えられます。具体的には、TPU が GPU に、ICI が NVLink に、DCN が InfiniBand に、pod が node に、MXU が tensor core へと変換されます。これにより記事全体が一貫した機械構成として読み進められるようになります。なお、TPU 環境を前提とした設定に戻せば、各章の原文がそのまま復元されます(ただし、両者を意図的に比較する文章は置き換えられません)。
この版で本文に織り込まれた内容は、点線のアンダーライン(例:like that)で示されます。また、標準的な引用規則に従って追加された編集箇所(角括弧や省略記号など)には、特にマークは付けられていません。
生きた要素を取り込むために文の修正が必要な場合、その変更内容と原文は Δ 形式の余白注釈として記載されます。
さらに、この版での追記によって元の記述が不正確になった場合は、イタリック体の(Ed: …)という挿入語でその場で訂正が行われます。
スケーリングとは何を指すのか
「モデルのスケール化」の目標は、トレーニングや推論に使用するチップ数を増やしても、スループットがそれに比例して線形に増加することを実現することです(これを*強スケーリング*と呼びます)。単一チップでの性能はメモリ帯域幅と演算能力(FLOPs)のトレードオフによって決まりますが、クラスター全体の性能は、有用な計算処理と通信を重畳させることで相互間の通信を隠蔽できるかに依存します。これは容易なことではありません。なぜなら、チップ数が増えると通信負荷が高まる一方で、それを隠蔽するために各デバイスで利用できる計算リソースが減ってしまうからです。セクション 3 で見たように、シャード化された行列乗算では、TPU が有用な作業を行うのを妨げるような高コストな AllGather や ReduceScatter が頻繁に発生します。この節の目的は、これらの通信が「もはや許容できないほど高価になる」タイミングを見極めることです。
ここでは、5 つの一般的な並列化手法について解説します。具体的には、(純粋な) データ並列化、フルシャードドデータ並列化(FSDP / ZeRO シャーディング)、テンソル並列化(モデル並列化とも呼ばれる)、エキスパート並列化(Mixture-of-Experts モデル向け)、そして簡易的にパイプライン並列化です。それぞれの手法について、どの程度の通信コストが発生し、いつそのコストが計算コストのボトルネックとなり始めるのかを明らかにします。
ここでは主に通信バウンドに焦点を当てます。メモリ容量の制約も重要ですが、リマテリアライゼーション(活性化チェックポイント) を活用し、事前学習時に非常に多数のチップを使用する限り、通常は通信コストがボトルネックになることは稀です。(編集者注: 本稿では、原版とは異なり エキスパート並列化 についても言及しています。)
なお、単一チップあたりのバッチサイズが十分に大きい限り、HBM から MXU へのデータ転送は計算処理と重畳して行われるため、ここではチップ間通信コストのみを考慮すれば十分です。
本節全体を通じて計算を簡略化するため、以下の記法を使用します。
ライブ値の表示:
(上部バーに相当)
| 記号 | 意味(モデルパラメータ) | 実値 |
|---|---|---|
| *D* | dmodel(隠れ次元/残差ストリームの次元) | 8,192 |
| *F* | dff(FFN の次元)適応 F 規約(至る所で): *one expert* の幅(密集型の場合は dff と同じ)。計算は k·*F* を通じ、重みは E·*F* を保持し、本章の数式は E = k = 1 のケースである(第 12 章の解決策)。正直な制限:密集型と MoE ブロックを混合するモデルには *2 つ* の本質的に異なる F が存在する。DeepSeek-V3 は最初の 3 レイヤーを非常に広い幅で密集型として実行しており、このページではそのようなモデルを一貫して MoE と近似している。任意の *F* にカーソルを合わせると実値が表示される。 | 28,672 |
| *B* | バッチ次元(バッチ内のトークン数;デバイスごとの合計ではなく、全体) | 2M |
| T | シーケンス長 | — |
| *L* | モデルの層数 | 80 |
| 記号 | 意味(ハードウェア特性) | 実際の値 |
|---|---|---|
| *C* | チップあたりの FLOPS/s | 459 TFLOP/s |
| *W* | ネットワーク帯域幅(TPU メッシュ軸ごとの双方向、添字として例:*Wici* や *Wdcn* など) | 180 GB/s ici · 6.25 GB/s dcn |
| *DP* | データ並列メッシュ軸に沿ったチップ数(本章の X) | 512 |
| *TP* | テンソル並列メッシュ軸に沿ったチップ数(本章の Y) | 8 |
| *Z* | Z とラベル付けされた第 3 のメッシュ軸に沿ったチップ数 | — |
| *PP* | パイプライン段数(パイプラインセクションの Z) | 4 |
| *EP* | エキスパート並列度(第 12 章の Z;エキスパート並列セクションを参照) | 1 |
✦ 適応(adaptation)— この記法は、本章で扱う密度の高いモデルや、現在の最先端オープンソースモデルに用いられています(サポートされている行をクリック可能です)。
本章の例では、LLaMA 時代の密度高いモデルを取り上げていますが、その後の最先端技術は Mixture-of-Experts(MoE)アーキテクチャへと進化しました。各モデルの詳細は、Hugging Face で公開された config.json ファイルから取得しています。パラメータ総数は safetensors メタデータに基づいています。取得日は 2026 年 8 月です。
E と k は共有エクスパートの数を示すため、k・F が、ライブプリセットで表現されているアーキテクチャにおけるアクティブな幅となります。表の見出しには各項目の説明が記載されています。上部ドロップダウンメニューから選んだ密度高いモデルは対比のために表のトップに配置されており、現在ロードされているモデルの行は緑色でハイライト表示されます。ここでスクロールして確認できます。
| モデル | パラメータ数 | D | F | act. k·F | L | E | k |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (デフォルトの章) | 70.6B | 8,1928,192 | 28,67228,672 | 28,67228,672 | 8080 | 11 | 11 |
| 13.0B | 5,1208,192 | 13,82428,672 | 13,82428,672 | 4080 | 11 | 11 | |
| 8.54B | 3,0728,192 | 24,57628,672 | 24,57628,672 | 2880 | 11 | 11 | |
| カウント例:ルーティング済み 256 + 共有エキスパート → E = 257; top-8 + 共有 → k = 9。最初の 3 レイヤーは実際には密結合です(上記の F 規約注記を参照)。 | 685B | 7,1688,192 | 2,04828,672 | 18,43228,672 | 6180 | 2571 | 8+11 |
| Kimi K3 (参考のみ) K3 はライブプリセットではありません。なぜなら、そのルーティングエキスパートは残差 D = 7,168 から幅 3,584 の潜在空間への射影後に動作するためです。そのルーティングエキスパートの中間層幅は F = 3,072 です。ページ内の単一の D×F エキスパートモデルでは、両方の次元を忠実に表現できません。 | 2.78T | 7,168 | 3,072 | 55,296 | 93 | 896+2 | 16+2 |
| 753B | 6,1448,192 | 2,04828,672 | 18,43228,672 | 7880 | 2571 | 8+11 | |
| 1.60T | 7,1688,192 | 3,07228,672 | 21,50428,672 | 6180 | 3851 | 6+11 | |
| 2.45T | 8,1928,192 | 2,04828,672 | 22,52828,672 | 9280 | 5131 | 10+11 | |
| 952B | 6,1448,192 | 3,07228,672 | 24,57628,672 | 6680 | 2581 | 6+21 | |
| 427B | 6,1448,192 | 3,07228,672 | 15,36028,672 | 6080 | 1291 | 4+11 |
サポートされているモデルをクリックすると、その形状(D, F, L, E, k)がページの共有状態に読み込まれ、上部バーが更新されます。また、列ヘッダーをクリックすることでソートも可能です。
ここで示される記号の意味は以下の通りです:F は各エキスパートの幅、k·F はトークンあたりに活性化される幅(アクティベートされた幅)、E / k は共有エキスパートを含めた総数に対する活性化数の比率です。
現在サポートされているライブ MoE プリセット全体を横断して見ると、各エキスパートの幅 F は 2,048 または 3,072 のいずれかです。一方、トークンあたりの活性化幅 k·F は、総パラメータ数が数百億から数兆に及んでも、15k から 25k の範囲で集約されています。
この章の後半で説明するテンソル並列化の上限は活性化幅 k·F に依存して決まるため、この値が集約されていることが、サポートされる最先端プリセット間で TP(テンソル並列)の制限が似通って見える理由です。K3 は参照用の行として残されていますが、その潜在空間 MoE の形状は意図的にこれらの計算式には読み込まれていません。
✦ ハードウェア適応 — レシートの提示(行をクリックして詳細を表示)
このページで計算に用いているすべてのハードウェア数値は、仕様値と実測値の両方を示しています。出典は `SOURCES.md` に記載されており、本記事の隣に置かれています。すべての数値はベンダーの仕様書、公開された測定結果、あるいは本書独自のベンチマークから追跡可能です(取得日:2026 年 8 月 17 日)。任意のセルをクリックすると、その出典を固定し、ソースリンクへ遷移できます。
合成数値の算出手法について解説します。NVIDIA のデータシートでは「スパース性」を考慮した FLOP/s が最大値として掲げられていますが、ここではこれを密結合(dense)計算に換算するため 2 分の 1 にしています。「双方向」帯域幅も同様に、片方向あたりの値にするため半分にしています。また、GPU 単体でのスケールアウト性能は、ノードの NIC 総容量を GPU 数で割った値として算出しています。
「≈」記号は推定値であることを示します(根拠は明示していますが、直接の公開測定値ではありません。例:Blackwell の集合通信機能は、独立した nccl-tests が存在するまで、H100 で測定された NCCL 比を引き継ぐと見なしています)。
任意のセルにマウスを乗せると出典が表示されます。「sustained(持続性能)」および「achieved(達成率)」列は、仕様値に対する実測値の比率を示しています。ページ上部のspec / measured(仕様/実測)切り替えボタンをオンにすると、ページ上のすべての計算式がこの比率で減衰します(演算能力は sustained 倍、帯域幅は achieved 倍として扱われます)。読み込まれたハードウェアの行には、これらがリアルタイムの緑色のスライダーとして表示されます。
MFU(モデルフロップス利用率)を前提としたウォールクロック時間の推定値については、仕様上のピーク性能を引き続き使用するため、二重計算は発生しません。出典が突きつける結論に注目してください:TPU は電力スロットリングがかかる NVIDIA 製チップよりも、論文で示された数値に近い持続性能を発揮します。
| ハードウェア | C (dense bf16) | × 持続性能 | W リンク | × 達成性能 | W スケールアウト | HBM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 459 TF | ≈0.720.72 | 180 GB/s | ≈0.950.95 | 6.25 GB/s | 96 GB | |
| 197 TF | ≈0.670.72 | 90 GB/s | ≈0.950.95 | 3.13 GB/s | 16 GB | |
| 989 TF | 0.730.72 | 450 GB/s | 0.820.95 | 50 GB/s | 80 GB | |
| 2.25 PF | 0.690.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | 50 GB/s | 180 GB | |
| 2.5 PF | ≈0.700.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | ≈50 GB/s | 186 GB | |
| 2.5 PF | ≈0.700.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | 100 GB/s | 288 GB | |
| 989 TF | ≈0.730.72 | 200 GB/s | 0.800.95 | 50 GB/s | 80 GB |
シンプルにするために、以下のように近似します。
原文を表示
Model
D=8,192
F=28.7k
L=80
E=1·k=1
Hardware
C=459 TFLOP/s
Wici=180 GB/s
Batch
B=2M tokens
An *explorable* adaptation of Part 5 of “How to Scale Your Model” by Jacob Austin, Sholto Douglas, Roy Frostig, Anselm Levskaya, Charlie Chen, Sharad Vikram, Federico Lebron, Peter Choy, Vinay Ramasesh, Albert Webson & Reiner Pope (Google DeepMind).
✦ We begin with the original dense TPU schemes — data parallelism, FSDP, tensor parallelism, their mixed form, and pipelining — then splice in the GPU fabric model and expert parallelism for MoEs. For each, we ask when communication becomes the bottleneck. (This summary is the adaptation’s; the chapter’s own dek described its four dense schemes.)
This page is a working model, not a description of one.
Every green number can be dragged left or right, or double-clicked to type an exact value. Every blue number is computed live from the green ones — try it here: drag the batch
2M and watch the per-chip batch
3,906 follow (hover any blue number for its formula). They share one model-and-hardware state, so a change made anywhere propagates everywhere. Parallelism degrees remain scheme-local: the dense mixed group uses *N* = DP·TP, while EP and PP are modeled in their own sections; composite worked examples state their full product explicitly. And scrub without fear —
restores every scrubbed number to its default while keeping your model, hardware, and spec/measured picks (it's the same button as in the top bar, which lights up orange whenever a scrub has strayed), any single number reverts on its own when you double-click it and commit it blank, and the browser's back button walks through your earlier configurations.
Whose words are you reading? Source passages come from the original TPU and GPU chapters (© 2022 Maruan Al-Shedivat, © 2025 Google LLC, MIT license); AI-authored departures are explicitly labeled, with these conventions:
wherever the chapter printed a fixed number, this page computes it live (these in-place swaps aren't individually marked);
the interactive figures and their captions replace the original static figures;
✦ margin notes and passages explicitly labeled as adaptation are AI-written editorial voice — the initial edition was built by Fable (Anthropic) and this adversarial review and its corrections were performed by OpenAI Codex — including instructions, asides, and the new
roofline primer; the expert parallelism and GPU network sections instead mash up Chapter 12 source passages, with their AI-written connective and adaptation prose labeled by the same convention;
the chapter's single-letter mesh-axis names are rendered as named parallelism degrees throughout — its X is DP, its Y is TP, the pipelining section's Z is PP, and chapter 12's expert axis Z is EP (a global substitution; each is its own scrubbable variable, adjusted in the text where its section uses it);
under a GPU preset the hardware vocabulary follows suit — TPU→GPU, ICI→NVLink, DCN→InfiniBand, pod→node, MXU→tensor core — so the article reads as one consistent machine, and any TPU preset restores the chapter's exact words (sentences that deliberately *compare* the two never swap);
content woven into the chapter's text by this edition carries a dotted underline like that (and splice edits beside it that standard quotation practice would allow — a bracket or an ellipsis — go unmarked);
where a sentence had to be altered to host a live element, a Δ margin note quotes the original and states the change;
and where this edition's additions make a chapter statement inaccurate as written, an italic (Ed: …) interjection corrects it in place.
What Do We Mean By Scaling?
The goal of “model scaling” is to be able to increase the number of
chips used for training or inference while achieving a proportional, linear
increase in throughput (we call this *strong scaling*). While performance
on a single chip depends on the trade-off between memory bandwidth and FLOPs,
performance at the cluster level depends on hiding inter-chip communication by
overlapping it with useful FLOPs. This is non-trivial, because increasing the
number of chips increases the communication load while reducing the amount of
per-device computation we can use to hide it. As we saw in
Section 3, sharded
matrix multiplications often require expensive
AllGathers or
ReduceScatters that can block the TPUs from doing
useful work. The goal of this section is to find out when these become
*too expensive.*
In this section, we'll discuss five common parallelism schemes: (pure)
data parallelism, fully-sharded data parallelism (FSDP / ZeRO
sharding), tensor parallelism (also known as model parallelism),
expert parallelism (for Mixture-of-Experts models),
and (briefly) pipeline parallelism. For each, we'll show what
communication cost we incur and at what point that cost starts to bottleneck our
compute cost.We'll
focus on communication bounds — since while memory capacity constraints are
important, they typically do not bound us when using rematerialization
(activation checkpointing) and a very large number of chips during pre-training.
(Ed: This edition is expanded to discuss
expert parallelism, unlike the
original.) For this section, you can focus solely on inter-chip
communication costs, since as long as we have a large enough single-chip batch
size, the transfer of data from HBM to MXU is already overlapped with
computation.
We'll use the following notation to simplify calculations throughout this
section.
live values shown for:
(mirrors the top bar)
| Notation | Meaning (model parameters) | Live value |
|---|---|---|
| *D* | dmodel (the hidden dimension/residual stream dim) | 8,192 |
| *F* | dff (the feed-forward dimension)adaptation F convention (everywhere): the width of *one expert* (= dff when dense); math runs through k·*F*, weights hold E·*F*, and the chapter's equations are the E = k = 1 case (Chapter 12's resolution). One honest limitation: models that mix dense and MoE blocks have *two* genuinely different F's — DeepSeek-V3 runs its first three layers dense at a much wider width — and this page approximates such models as uniformly MoE. Hover any *F* for the live widths. | 28,672 |
| *B* | Batch dimension (number of tokens in the batch; total, not per-device) | 2M |
| T | Sequence length | — |
| *L* | Number of layers in the model | 80 |
| Notation | Meaning (hardware characteristic) | Live value |
|---|---|---|
| *C* | FLOPS/s per chip | 459 TFLOP/s |
| *W* | Network bandwidth (bidirectional per TPU mesh axis, often subscripted as e.g. *Wici* or *Wdcn*) | 180 GB/s ici · 6.25 GB/s dcn |
| *DP* | Number of chips along the data-parallel mesh axis (the chapter's X) | 512 |
| *TP* | Number of chips along an alternate, tensor-parallel mesh axis (the chapter's Y) | 8 |
| *Z* | Number of chips along a third mesh axis, labeled Z | — |
| *PP* | Pipeline stages (the pipelining section's Z) | 4 |
| *EP* | Expert-parallel degree (chapter 12's Z; see the expert-parallelism section) | 1 |
✦ adaptation — this notation, worn by the chapter's dense models and today's frontier open-source ones (supported rows are clickable)
The chapter's examples are dense LLaMA-era models; the frontier has since gone
Mixture-of-Experts.Shapes
from each model's published config.json on Hugging Face; parameter
totals from its safetensors metadata. Retrieved August 2026.
E and k count shared experts, so k·*F* is the activated
width for the architectures represented by the live presets; column headers
explain each field. The dense models from the
top-bar dropdown lead the table for contrast, and whichever model is loaded
shows its row in live green — scrub it right here.
| Model | params | D | F | act. k·F | L | E | k |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (chapter default) | 70.6B | 8,1928,192 | 28,67228,672 | 28,67228,672 | 8080 | 11 | 11 |
| 13.0B | 5,1208,192 | 13,82428,672 | 13,82428,672 | 4080 | 11 | 11 | |
| 8.54B | 3,0728,192 | 24,57628,672 | 24,57628,672 | 2880 | 11 | 11 | |
| Counting example: 256 routed + 1 shared expert → E 257; top-8 + shared → k 9. Its first three layers are actually dense (see the F-convention note above). | 685B | 7,1688,192 | 2,04828,672 | 18,43228,672 | 6180 | 2571 | 8+11 |
| Kimi K3 (reference only)K3 is not a live preset because its routed experts operate after a projection from residual D = 7,168 into a 3,584-wide latent space. Its routed-expert intermediate width is F = 3,072. The page's single D×F expert model cannot represent both dimensions faithfully. | 2.78T | 7,168 | 3,072 | 55,296 | 93 | 896+2 | 16+2 |
| 753B | 6,1448,192 | 2,04828,672 | 18,43228,672 | 7880 | 2571 | 8+11 | |
| 1.60T | 7,1688,192 | 3,07228,672 | 21,50428,672 | 6180 | 3851 | 6+11 | |
| 2.45T | 8,1928,192 | 2,04828,672 | 22,52828,672 | 9280 | 5131 | 10+11 | |
| 952B | 6,1448,192 | 3,07228,672 | 24,57628,672 | 6680 | 2581 | 6+21 | |
| 427B | 6,1448,192 | 3,07228,672 | 15,36028,672 | 6080 | 1291 | 4+11 |
Click a supported model to load its shape (D, F, L, E, k) into the page's shared state
(the top bar follows); click a column header to sort. F = per-expert width;
act. k·F = activated width per token; E / k = total / activated experts,
counting shared. Across the supported live MoE presets, per-expert F is just
2,048 or 3,072, and activated width k·F clusters between 15k and 25k even as
total parameter counts span hundreds of billions to trillions. Since the
tensor-parallelism bound later in this chapter scales with the activated width
k·F, that clustering is why the TP limits look so similar across the supported
frontier presets. K3 is retained as a reference row, but its latent-MoE shape is
deliberately not loaded into these formulas.
✦ adaptation — the hardware, with receipts (click a row to load it)
Every hardware number this page computes with, spec and sustained, with its
source.Full
citations live in SOURCES.md alongside this
page — every value traces to a vendor spec sheet, a published measurement, or the
book's own benchmarks; retrieved 2026-08-17; click any cell to pin its citation
and follow the source link. Methodology for the synthesized numbers: NVIDIA
datasheets headline *sparsity* FLOP/s, halved here to dense; "bidirectional"
bandwidths are halved to per-direction; per-GPU scale-out is the node's NIC total
divided by its GPUs. ≈ marks factors that are *estimates* (stated basis, no
direct public measurement — e.g. Blackwell collectives inherit H100's measured
NCCL ratio until independent nccl-tests exist) rather than measured.
Hover any cell for its citation. The *sustained* and *achieved*
columns are the measured fractions of spec: flip the top bar's
spec / measured control and every equation on the page derates
by them (compute × sustained, bandwidth × achieved — the loaded hardware's row
shows them as live green scrubs). Wall-clock estimates that already assume an
MFU keep using spec peak, so nothing double-counts. Notice the punchline the
citations force: TPUs sustain far closer to their paper numbers than the
power-throttled NVIDIA parts.
| Hardware | C (dense bf16) | × sust. | W link | × achv. | W scale-out | HBM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 459 TF | ≈0.720.72 | 180 GB/s | ≈0.950.95 | 6.25 GB/s | 96 GB | |
| 197 TF | ≈0.670.72 | 90 GB/s | ≈0.950.95 | 3.13 GB/s | 16 GB | |
| 989 TF | 0.730.72 | 450 GB/s | 0.820.95 | 50 GB/s | 80 GB | |
| 2.25 PF | 0.690.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | 50 GB/s | 180 GB | |
| 2.5 PF | ≈0.700.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | ≈50 GB/s | 186 GB | |
| 2.5 PF | ≈0.700.72 | 900 GB/s | ≈0.820.95 | 100 GB/s | 288 GB | |
| 989 TF | ≈0.730.72 | 200 GB/s | 0.800.95 | 50 GB/s | 80 GB |
For simplicity's sake, we'll approx
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