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研究 最高榮譽

嵌入式平台上語言模型的分析與最佳化

塞維亞大學資訊工程學系 — 學士畢業專題(資訊工程學系,電腦工程組),於協同研究獎學金期間完成,由 Jorge Fernández Berni 與 Delia Velasco Montero 指導(電子與電磁學系) · 專案負責人

系統性研究小型語言模型(SLM,十億至四十億參數)在 Raspberry Pi 5(BCM2712 SoC,8GB LPDDR4X)上進行本地推論的可行性與最佳化方案,作為資源受限環境下依賴雲端服務的本地替代方案。

本研究提出兩項軟體貢獻:以 C++ 撰寫的即時推論與硬體指標擷取系統 MonitorSystem,以及自動化計算衍生指標與產生比較視覺化圖表的 Python 函式庫 monitorviz。在此基礎架構上,設計並執行六組實驗序列,分別評估六款 SLM 的基準特性、量化等級、上下文視窗大小、預填批次大小、推論引擎,以及 Hailo-10H 硬體加速器——並以自訂指標整合輸送量、能源效率與參數量三項因素。

主要結果包括:主動散熱是不可或缺的條件(移除後輸送量最多下降 53%,六款模型中有四款低於互動使用門檻);4 位元量化在此記憶體頻寬受限的平台上是最佳折衷方案;llama.cpp 在首個 token 延遲上最高可比 Ollama 快六倍。

本論文獲得最高榮譽,滿分 10 分。

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