開源專案 Backburner 透過 USB-C 串接 iPhone 與 Mac 協同運行 27B AI 大模型

BlueSky

AI 摘要

  • 開源專案 Backburner 透過 USB-C 串聯 iPhone 與 Mac 協同運行 27B 大語言模型。
  • 實測顯示該架構可將長文本讀取速度提升高達 44% 並擴展上下文長度。
  • 此技術允許 8GB 記憶體 Mac 透過拆分模型負載成功載入大型 AI 模型。

在終端裝置本地端運行大型語言模型(LLM)時,統一記憶體容量往往是限制模型規模與上下文長度的主要硬體瓶頸。為了解決這項限制,開發者 StayLameBro 於 GitHub 釋出開源專案 Backburner 預覽版本(v0.0.1),並在社群平台 Reddit 公布實測成果。該專案透過一條具備高速傳輸規格的 USB-C 數據線,將 iPhone 與 Mac 互相連接,實現跨裝置協同運算 270 億參數(27B)級別的 AI 模型。

採用流水線分工機制拆分模型網絡層

Backburner 的運作核心在於將神經網絡層拆分並分派至不同裝置的硬體單元上。以測試中使用的 Qwen 3.8-27B 模型為例,該模型共有 64 層網絡結構:

  • Mac GPU:負責運算模型的前 40 層網絡。
  • iPhone:接續運算剩餘的第 41 至 64 層網絡。

為了防止裝置在資料傳輸期間陷入停頓,Backburner 採用工廠流水線(Pipelining)處理架構。系統將輸入的 Prompt 提示詞切分成每批 256 個 Token 的區塊。當 Mac 完成第一批資料的前 40 層運算後,隨即透過 USB-C 傳送至 iPhone 接續運算,此時 Mac 會同步開始處理第二批資料的前 40 層,達成雙裝置的併行運算。

由於此機制高度依賴資料吞吐量,傳輸頻寬成為系統能否發揮效能的關鍵。開發者特別指出,測試時必須使用支援 10Gb/s 傳輸規格的線材(如 USB 3.2 Gen 2 或 Thunderbolt 標準);若使用 iPhone 原廠隨附的 USB 2.0 規格線材,傳輸瓶頸將大幅削弱整體效能。

長文本讀取速度與 AI 代理實測表現

在基準效能測試中,測試環境配置為配備 24GB 統一記憶體的 M4 Pro MacBook Pro 與 iPhone 17 Pro Max,透過 10Gb/s USB-C 線材連接並運行 Qwen 3.8-27B 模型。實測數據顯示,iPhone 的算力加入對長文本的預填(Prefill)階段有顯著改善:

  • 16K 上下文長度:讀取速度提升 44%。
  • 32K 上下文長度:讀取速度提升 29%。
  • 48K 上下文長度:讀取速度提升 30%。

在 AI 代理(AI Agent)實際工作流程的測試中,針對約 2.7 萬 Token 的新工作階段:

運作配置首次回應等待時間後續連續對話平均等待時間
原版 llama.cpp245 秒19.2 秒
Backburner(僅 Mac)228 秒未特別標註
Backburner(Mac + iPhone)168 秒14.5 秒

數據顯示,透過 Mac 與 iPhone 協同運算,首次回應等待時間相較原生架構縮短了近 80 秒。

KV Cache 轉移與 Split Decode 模式

當處理的上下文長度超過 6.4 萬(64K)Token 時,Backburner 會動態調整運作架構,將 iPhone 轉化為外部快取記憶體與協同處理單元。在傳統單機環境下,24GB 記憶體的 Mac 載入 27B 模型後,剩餘容量通常僅能容納約 64K 的 8-bit KV Cache。

透過 Backburner 機制,Mac 可將較舊的 KV Cache 資料卸載至 iPhone 保存與處理:

  • 8-bit KV Cache:上下文支援上限由純 Mac 的 64K 擴增至 128K。
  • 4-bit KV Cache:上下文支援上限可達 140K。
  • 理論上限:透過動態資源調配,理論上最大可擴展至約 20 萬 Token。

此外,專案亦提供了 Split Decode 模式,進一步降低運行門檻。在此模式下,Mac 負責前半層數,iPhone 負責後半層數及最終輸出。測試證實,即使是僅具備 8GB 記憶體的入門款 Mac,亦能在 iPhone 的輔助下成功運行 Qwen 3.8-27B 模型。儘管該配置下的文字生成速度約為 3.9 Token/s,但該方案已驗證跨裝置資源整合突破低記憶體限制的可行性。

Reference Link : ezone.hk

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