KI: Grundlagen lokaler KI-Modelle: Gewichte, Parameter und Quantisierung

Wer sich mit lokal betriebenen KI-Modellen beschäftigt, begegnet schnell Begriffen wie Open Weight, Parameter, Gewichte und Quantisierung. Doch was bedeuten diese Begriffe eigentlich und worin unterscheiden sich Modelle wie Claude, Kimi, Mistral oder GPT?

Diese Dokumentation erklärt die grundlegenden Zusammenhänge, zeigt, wie sich Modellgrößen und Trainingsvarianten unterscheiden und welche Rolle die Quantisierung für Speicherbedarf, Hardwareanforderungen und Leistungsfähigkeit spielt. Damit entsteht eine verständliche Grundlage, um geeignete KI-Modelle auszuwählen und auf eigener Hardware zu betreiben.


1. Hersteller und Modellfamilien

Der Hersteller entwickelt eine oder mehrere KI-Modellfamilien. Diese unterscheiden sich hinsichtlich Fähigkeiten, Architektur und Leistungsfähigkeit.

Hersteller Modellfamilien / Beispiele
Anthropic Claude Opus, Sonnet, Haiku
OpenAI GPT
Moonshot AI Kimi
Mistral AI Mistral
DeepSeek DeepSeek

2. Modellvarianten

Innerhalb einer Modellfamilie gibt es unterschiedliche Varianten mit verschiedenen Schwerpunkten.

Variante Zweck
Base Grundmodell, vortrainiert
Instruct Anweisungen verstehen und befolgen
Coder Programmierung und Codeanalyse
Fine-Tuned Auf bestimmte Aufgaben spezialisiert
Reasoning Komplexe logische Schlussfolgerungen

3. Parameter und Gewichte (Weights)

Ein KI-Modell besteht aus Millionen bis Milliarden trainierbarer Zahlenwerte.

  • Parameter: Die trainierbaren numerischen Werte eines neuronalen Netzwerks.
  • Gewichte (Weights): Die wichtigsten dieser Werte. Sie bestimmen die Stärke der Verbindungen zwischen künstlichen Neuronen.
  • Training: Dabei werden die Gewichte angepasst, wodurch das Modell seine Fähigkeiten erlernt.
  • Modellgröße: Wird üblicherweise anhand der Parameteranzahl angegeben.

Beispiele:

Modellgröße Parameter
7B 7 Milliarden
14B 14 Milliarden
32B 32 Milliarden
70B 70 Milliarden

Bei MoE-Modellen (Mixture of Experts) gibt es zusätzlich aktive Parameter. Das sind die Parameter, die bei einer Berechnung tatsächlich verwendet werden.

4. Open-Weight-Modelle

Open-Weight bedeutet, dass die trainierten Modellgewichte öffentlich heruntergeladen werden können.

Vorteile:

  • Lokal auf eigener Hardware betreibbar.
  • Keine permanente Verbindung zum KI-Anbieter erforderlich.
  • Unabhängig von externen KI-APIs.
  • Je nach Lizenz veränderbar und weitertrainierbar.

Download-Plattformen:

Wichtig: Open Weight ist nicht automatisch Open Source. Auch die Lizenzbedingungen müssen beachtet werden.

5. Quantisierung

Quantisierung beschreibt, mit welcher numerischen Genauigkeit die Gewichte gespeichert werden.

Sie reduziert den Speicherbedarf, kann aber die Modellqualität geringfügig beeinflussen.

Beispiel für ein Modell mit 14 Milliarden Parametern:

Format Bits pro Gewicht Speicherbedarf
FP32 32 ca. 56 GB
FP16 16 ca. 28 GB
Q8 8 ca. 14 GB
Q5 5 ca. 9–10 GB
Q4 4 ca. 7–8 GB

Je weniger Bits verwendet werden, desto kompakter wird das Modell. Die tatsächlichen Werte hängen vom Format und zusätzlichen Speicherbestandteilen ab.

6. Modellformate

Format Verwendung
GGUF Ollama, llama.cpp, LM Studio
Safetensors Transformers, PyTorch
GPTQ / AWQ Quantisierte Modelle, insbesondere GPU-Inferenz

7. Wie hängen alle Begriffe zusammen?

KI-Hersteller

Anthropic, OpenAI, Mistral, Moonshot

Modellfamilie

Claude, GPT, Kimi, Mistral

Modellvariante und Version

Instruct, Coder, Reasoning, Base

Parameter und Gewichte

Gelernte mathematische Werte

Quantisierung

FP16, Q8, Q5, Q4

Lokaler Betrieb

Ollama, LM Studio, llama.cpp

8. Worauf kommt es beim lokalen KI-Betrieb an?

Für die Auswahl eines geeigneten Modells sind vier Faktoren entscheidend:

  1. Modellqualität: Wie gut kann das Modell komplexe Aufgaben lösen?
  2. Modellgröße: Wie viele Parameter besitzt es?
  3. Quantisierung: Wie viel Speicher benötigt es?
  4. Hardware: Wie viel RAM und VRAM stehen zur Verfügung?

 

Das Modell bestimmt die grundlegenden Fähigkeiten, das Training prägt sein Verhalten, die Gewichte enthalten das Gelernte und die Quantisierung bestimmt, wie speichereffizient dieses Wissen abgelegt wird.



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by Speefak
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