49 € 的 AMD RX 580 显卡实验:小模型与能耗

2012–2013 年工作站上的 49 € 显卡:小型本地模型能做什么,能耗数字是怎样的。数据来自 CLARYEL 于 2026 年 11 月 12 日的实验。

2026 年 11 月 12 日,在 P3001 上安装了 AMD Radeon RX 580 8 GB。这是一台二手工作站,处理器为 Xeon E5-2697 v2,以四通道方式安装了 64 GB DDR3-1333 ECC 内存(系统可见约 62 GB)。卡片购入价为 49 €:卡片本身 45 €,运费 4 €。这是 RX 580 2048SP 版本:流处理器为 2,048 个,而不是「完整」RX 580 的 2,304 个,实质上更接近 RX 570。与同一系列的其他卡片比较时,这一区别很重要。操作系统是 Ubuntu 24.04。

Strata 无法在这张卡上运行,我们也不打算请求在 Strata 中支持这一 GPU 型号:作者的时间更适合用在性能更高的硬件上。实验使用带 Vulkan 后端的 llama.cpp。没有 CUDA,没有张量核心,也没有 FP16 加速。在同一工作站上,以 Q4 量化的小型 3B 模型在解码时达到 60 tok/s。作为比较,对于 77.9 GiB 的大型 Qwen 模型,RX 580 与 llama.cpp 测得预填充 33.9 tok/s、解码 5.85 tok/s。同一工作站配备 RTX 3050 8 GB 和 Strata,在该负载下测得 128–188 tok/s(预填充)和 23–31 tok/s(解码)。推理期间,RX 580 功耗最高约 120 W。对于那种规模的模型,这张卡是较弱的选择;作为短时微任务的「第二大脑」,结果仍表明它有用,而且价格低于数量相当的较新系统内存。

实验随后离开尽可能大的模型,转向完全装入 8 GB 显存的小模型。分别测量了三个模型:Qwen2.5-3B Q4 — 1.79 GiB,预填充 392 tok/s,解码 60 tok/s;Nemotron Nano 4B Q4 — 2.63 GiB,268 / 40 tok/s;Bonsai 2 9B Q2 — 2.37 GiB,170 / 27 tok/s。权重合计 6.79 GiB。理论上三者都可以装进 8 GB,大约留下 1.21 GiB 给 KV 缓存、计算缓冲和开销。这很紧,三个模型同时驻留显存尚未验证。

本地推理期间显卡的实际功耗,也在 120、100、70、50 和 30 W 五个功率上限下做了测量。对于完全装入显存的小模型,在本次实验中,生成最省的是 70 W。与 120 W 相比,推理期间显卡功耗约低 36%,生成速度仅低 12–15%,每生成一个 token 的能量低 26–28%。在 70 W 时,3B 模型达到 39.5 tok/s。一条 200 token 的短回答,仅显卡用电 0.091 Wh。按 0.25 €/kWh 计算,这样一条回答为 0.000023 €,每天一千条为 0.023 €,一年 365,000 条约 8.30 €。该估算不包括待机和计算机的其余部分。待机时 RX 580 约 14 W,若一直通电约合每年 30.70 €;处理器、内存、主板和存储还会再增加。对于低强度负载,降低待机功耗可能比降低推理本身的功耗更重要。需要说明:70 W 只对本次实验所测的小模型生成最优,不一定适用于所有任务。长提示、图像文字识别流水线、音频处理和其他负载,其速度和能耗特性可能完全不同。

下一步工作的方向不是「能跑多大的模型」,而是一套廉价的本地系统能承担多少有用的日常任务:解析小 PDF、从扫描件提取数据、识别图片中的文字、转写短录音、为文件分类、摘要、阅读日志、转发请求,以及为更大的人工智能系统准备数据。这些多模态和文档处理负载,在这张卡上尚未进行实验。其可行性、准确度、延迟、内存需求和能源成本都还有待研究。有些操作也许更适合在处理器上完成,把显卡留给推理。若干专用模型能否同时保持载入、同一时刻只运行其中一个,也仍是开放问题。

供电是另一个工程问题。标准 PCIe x16 插槽最多可直接从主板提供 75 W。本次实验中,小模型最省电的模式是 70 W 的软件限制。我们正在考虑的想法是:做成只靠插槽供电、无需额外 6 针或 8 针电源接头的配置,从而把这样的卡片装进现有办公计算机,而不更换电源。这是工作方向,不是现成方案。实验中,即便有 70 W 的软件限制,仍观察到短暂超过 75 W 的峰值,而我们手头的 RX 580 仍然需要辅助供电。安全的「仅靠插槽」设计,还需要对峰值功率做工程处理并检查兼容性。文档、图像和音频流程也仍需确认。我们并不声称此类安装已经向客户供货。

一张 49 € 的卡片不能替代带 Strata 的主系统。就已有结果而言,它可以成为许多短时、重复任务的廉价、相对省电的执行者,同时把数据留在本地。全部测量、功率上限实验、方法、原始日志、失败和结论都已发布在仓库中。我们正在探明,从常被看作过时的硬件中,能够得到多少有用的本地人工智能。

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