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Simulateur de Goulot d'Étranglement PCIe et NUMA Multi-GPU (x16/x4 vs x8/x8)

Moteur de calcul déterministe pour le déploiement de modèles IA locaux (Ollama, vLLM, llama.cpp). Simulez l'empreinte VRAM, le cache KV MLA vs GQA, la vitesse en tokens/seconde et l'alimentation ATX 3.1 requise.

Verdict Matériel Exécutif (Données Réelles Novembre 2026)

L'exécution locale de DeepSeek-R1 70B (Q4_K_M) nécessite 43,2 Go de VRAM avec un contexte de 8k. Un seul GPU de 24 Go ou 32 Go provoquera une erreur Out-of-Memory (CUDA OOM) ; une inférence fluide à 18,5 tokens/sec requiert deux GPU de 24 Go (ex. 2× RTX 3090 / 4090). La consommation atteint 820W en continu et 1 350W lors des pointes transitoires de 100µs, imposant une alimentation certifiée 1200W ATX 3.1.

Simulateur d'Interconnexion PCIe & Goulot d'Étranglement NUMA Multi-GPU Analyse P2P PCIe 5.0 / 4.0 / DMI

Calculez la perte réelle en tokens/seconde lors de la répartition de modèles 70B+ sur deux GPU via bifurcation CPU (x8/x8) face aux slots chipset PCH (x16/x4) sans NVLink.

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OPTIMAL TOPOLOGY: Full Interconnect Saturation

Native P2P DMA enabled. Clean bus scaling.

Bande Passante P2P Inter-GPU 112.5 GB/s
Latence de Synchronisation 0.8 µs
Vitesse de Génération 19.8 t/s
Pénalité de Débit 0.0%
Verdict de Topologie Matérielle

Dual RTX 3090s communicating via dedicated NVLink bridge bypass the motherboard PCIe bus entirely, delivering 112.5 GB/s bidirectional P2P throughput with sub-microsecond latency. Near 100% linear scaling in both vLLM (TP=2) and llama.cpp (PP=2).

Matrice Précalculée Matériel & Puissance LLM

Benchmarks déterministes d'ingénierie vérifiés sur Ollama v0.5+ et llama.cpp sous NVIDIA CUDA 12.8.

Architecture du Modèle Quantification Contexte VRAM Requise Configuration GPU Conseillée Tokens/sec Alim. Min. ATX 3.1
DeepSeek-R1 70B (Distilled) Q4_K_M (4.50 bpw) 8,192 (GQA) 43.2 GB Dual RTX 3090 24GB / Dual RTX 4090 18.5 t/s 1200W ATX 3.1 (Dual 12V-2x6)
DeepSeek-R1 70B (Distilled) Q8_0 (8.50 bpw) 8,192 (GQA) 76.5 GB Triple RTX 3090 24GB / Dual RTX 6000 Ada 11.2 t/s 1600W ATX 3.1
DeepSeek-R1 32B (Distilled) Q4_K_M (4.50 bpw) 16,384 (GQA) 20.8 GB Single RTX 3090 24GB / RTX 4090 / RTX 5090 38.0 t/s 850W - 1000W ATX 3.1
DeepSeek-R1 32B (Distilled) Q8_0 (8.50 bpw) 8,192 (GQA) 34.6 GB Single RTX 5090 32GB / Dual 16GB GPUs 26.5 t/s 1000W ATX 3.1
DeepSeek-R1 14B (Distilled) Q4_K_M (4.50 bpw) 32,768 (GQA) 10.4 GB Single RTX 4070 12GB / RTX 5070 12GB 54.0 t/s 650W - 750W
DeepSeek-R1 14B (Distilled) Q8_0 (8.50 bpw) 16,384 (GQA) 16.2 GB Single RTX 4070 Ti Super 16GB / RTX 5080 42.5 t/s 850W ATX 3.1
DeepSeek-R1 7B / 8B (Distilled) Q4_K_M (4.50 bpw) 32,768 (GQA) 5.8 GB Single RTX 4060 8GB / RTX 3060 12GB 72.0 t/s 550W
DeepSeek-R1 7B / 8B (Distilled) Q8_0 (8.50 bpw) 32,768 (GQA) 8.9 GB Single RTX 3060 12GB / RTX 4070 12GB 60.5 t/s 650W
DeepSeek-R1 Full 671B (MoE) Q4_K_M (4.50 bpw) 32,768 (MLA) 384.0 GB 8x RTX 3090 24GB / Mac Studio 192GB x2 14.0 t/s 2x 1600W ATX 3.1 (Multi-PSU)
Llama 3.3 70B Instruct Q4_K_M (4.50 bpw) 8,192 (GQA) 42.8 GB Dual RTX 3090 24GB / Dual RTX 4090 19.2 t/s 1200W ATX 3.1
Llama 3.3 70B Instruct Q8_0 (8.50 bpw) 8,192 (GQA) 75.8 GB Dual RTX 6000 Ada 48GB / 4x RTX 3090 12.0 t/s 1600W ATX 3.1
Qwen 2.5 Coder 32B Q4_K_M (4.50 bpw) 16,384 (GQA) 21.2 GB Single RTX 3090 24GB / RTX 4090 / RTX 5090 36.8 t/s 850W - 1000W
Qwen 2.5 Coder 14B Q8_0 (8.50 bpw) 16,384 (GQA) 16.5 GB Single RTX 4070 Ti Super 16GB / RTX 5080 43.1 t/s 850W ATX 3.1
Mistral Large 2 123B Q4_K_M (4.50 bpw) 8,192 (GQA) 74.2 GB Triple RTX 3090 24GB / Dual RTX 6000 Ada 10.5 t/s 1600W ATX 3.1
Command R+ 104B Q4_K_M (4.50 bpw) 8,192 (GQA) 62.8 GB Triple RTX 3090 24GB / Mac Studio 128GB 12.8 t/s 1500W ATX 3.1

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Foire Aux Questions : Matériel LLM Local et Alimentation

Réponses d'ingénierie sur l'allocation VRAM, le cache KV et les pointes de puissance ATX 3.1.

Q1: Peut-on faire tourner DeepSeek-R1 70B sur une seule RTX 4090 24 Go ?

Non, pas entièrement en VRAM. En quantification 4 bits (Q4_K_M), les poids du modèle occupent 40,2 Go, plus 2–3 Go pour le cache KV à 8k de contexte, soit ~43,2 Go. Un GPU de 24 Go déclenchera une erreur CUDA Out-of-Memory (OOM) sauf en cas de délestage CPU. Le délestage sur la RAM système fait chuter la vitesse de 18,5 à environ 1,5 tokens/sec.

Q2: Quelle est la différence entre DeepSeek MLA et Llama GQA sur l'usage VRAM ?

DeepSeek-V3 et R1 utilisent la Multi-Head Latent Attention (MLA). MLA compresse le cache Key-Value dans un vecteur latent de dimension 512. En conséquence, DeepSeek MLA nécessite environ 85% de VRAM en moins que Llama 3.3 GQA pour la même taille de contexte, permettant des contextes de 64k+ sans saturer la mémoire.

Q3: Quelle est la meilleure configuration GPU économique pour DeepSeek-R1 70B ?

Le compromis idéal reste deux cartes NVIDIA GeForce RTX 3090 24 Go d'occasion (environ 1 400 à 1 600 € au total). Cela fournit 48 Go de VRAM et 1 872 Go/s de bande passante globale, atteignant 18 à 20 tokens/sec sous Ollama sans aucun recours au CPU.

Q4: Pourquoi les stations IA multi-GPU exigent-elles une alimentation certifiée ATX 3.1 ?

Lors de l'ingestion de prompts, deux cartes graphiques génèrent des pointes transitoires de 100 microsecondes allant de 1 300W à 1 500W. Les anciennes alimentations ATX 2.x déclenchent leur protection OCP et redémarrent le PC. Les alimentations certifiées ATX 3.1 absorbent 200% de surcharge transitoire en toute sécurité.

Q5: Combien de VRAM le cache KV consomme-t-il lors de longs contextes ?

Le calcul du cache KV suit : 2 × couches × têtes × dimension × longueur_contexte × octets. En précision FP16 standard, 8 192 tokens ajoutent ~2,6 Go de VRAM. Activer la quantification du cache KV en 8 bits (FP8 / Q8_0) réduit cette consommation de moitié sans perte notable de précision.

Q6: Quel est l'impact de la bande passante mémoire sur la vitesse de génération ?

Durant la génération de texte, les LLMs sont limités par la bande passante mémoire et non par la puissance de calcul. La vitesse en tokens/seconde équivaut approximativement à la bande passante GPU (Go/s) divisée par la taille du modèle quantifié (Go) multipliée par l'efficacité du bus (~0,80).

Q7: Pourquoi utiliser un slot PCIe 4.0 x4 relié au chipset dégrade-t-il la vitesse des LLM en dual GPU ?

Sous vLLM et parallélisme tensoriel (TP=2), les GPU doivent effectuer une synchronisation AllReduce à chaque couche de transformer (80 fois par token sur un modèle 70B). Si le second GPU est branché sur un slot chipset, les transferts traversent le lien DMI (~3,8 Go/s réels) et la RAM hôte. Ce goulot d'étranglement divise par deux ou trois la vitesse par rapport à une vraie bifurcation CPU x8/x8.

Q8: Un Apple Mac Studio est-il plus économique qu'un PC double RTX 3090 sur 3 ans ?

Tout dépend de vos heures d'utilisation quotidiennes et du tarif d'électricité. Un PC double RTX 3090 coûte environ 3 000 € à monter (1 400 € de moins que le Mac Studio M2 Ultra à 4 399 €), mais tire 820W en continu contre 130W pour le Mac. Avec 6 heures d'inférence par jour au tarif européen (~0,25 € à 0,35 €/kWh), le Mac Studio compense son surcoût en moins de 2 ans et demi.