邊緣裝置上的小模型與微調做法
Why Large? Tiny LMs & Agents on Edge/Robotics — Cormac Brick, Google

Google AI Edge 團隊的技術主管 Cormac Brick,從 DRAM 成本談到 Gemma 小模型在各種裝置上的速度,再說明為何要把任務微調成更小的 tiny 模型,並以語音聽寫與 voice-to-function calling 為例。
這場講了什麼
- DRAM 成本是邊緣部署的前提:Cormac Brick 指出,有手機廠商今年放進裝置的 DRAM 比以往少,Raspberry Pi 的價格也漲了。所以量化,以及「這個任務最小能用多小的模型」,成了整場的主軸。
- 1 到 4 billion 參數算小模型:IoT 與機器人要放這一級模型,通常得有 4 到 8 GB 的 DRAM,所以多半只出現在筆電、手機等較高階的裝置上。Gemma 的 E2B 靠 zero-shot prompting 就有不錯的推理表現,純文字版權重 841 MB,經驗法則是裝置要有 4 GB 以上。
- 各裝置速度差很多:同一個 2 billion 參數模型,Raspberry Pi 上 decode 約 7.6 tokens per second,Jetson Nano 最高約 24,Qualcomm IoT 板子的 decode 是 31,prefill 近 4,000。
- tiny 模型要靠微調:現成的固定任務模型(ASR、視覺、embedding)可以直接用;任務特殊就要微調,起點是 270 million 參數的 Gemma 3 或 Function Gemma,Raspberry Pi 上的速度從個位數跳到 45 tokens per second。
- 合成資料是主要做法:Cormac Brick 的團隊發現,10,000 到 10 million 筆合成資料就足以把小模型微調到很可靠。摘要、校稿這類用 2 或 4 billion 參數模型就能做得不錯的任務,只要肯花工夫做資料集再微調,小得多的模型也能做到同等或更好的品質。
- 離線語音聽寫是量產案例:App 由微調過的 ASR 引擎與文字 policy 引擎組成,兩者都是 tiny Gemma 系模型,不需訂閱也能在裝置上完成聽寫、清掉語助詞,並偏向使用者自己常用的詞與名字。
影片從哪一段開始看15 段
- 00:12為什麼需要 tiny 模型要讓智慧進入大量裝置而不只是昂貴機器人,就得有 tiny 模型;Cormac Brick 預告這場談現況、能做什麼、現在能開始做什麼。
- 01:20AI Edge 團隊在做什麼Cormac Brick 是 Google AI Edge 團隊的技術主管,團隊做讓 AI 上邊緣裝置的開源專案,與 Gemma 團隊合作,先內部使用、能開源的再開源。
- 02:19為何放在邊緣理由是隱私、離線可用,以及省錢:使用者規模一大,即使 token 便宜,乘起來也會很快累積。
- 03:13邊緣部署的難處新出現的問題是 DRAM 成本,其他還有目標裝置種類多,以及很多 LLM 研究時數都投在大模型、低階端較少人研究。
- 04:42小模型是什麼約 1 到 4 billion 參數,Android 的 AI Core 與 Apple Intelligence 都有內建版本;IoT 與機器人要 4 到 8 GB DRAM,因此到不了低階市場。主要做法是 prompting,也可搭配 LoRA adapters。
- 06:09Gemma E2B 與量化E2B 的推理表現與一年前大得多的 Gemma 3 相當;混合 2、4、8 bit 量化,壓到約 2.9 bits per weight,純文字版權重 841 MB,加上 runtime 與 KV cache 約需 2 GB 記憶體。
- 07:28各裝置上的速度Raspberry Pi 約 7.6 tokens per second,Jetson Nano 最高約 24,Qualcomm IoT 板子 prefill 近 4,000、decode 31,一張中等解析度圖約 500 tokens,高解析度影像約每秒三格。
- 09:27試用與機器狗範例AI Edge Gallery 是完全開源的 iOS 與 Android App,可直接測小模型;DeepMind 的一位工程師用 OpenDog Mini V2 做了兩台機器人,Jetson Nano 版互動即時,Raspberry Pi 版慢很多。
- 11:24小模型還不夠小的時候小模型限制能接受就停在這裡;否則會遇到舊裝置到不了、互動要更快,或模型只是系統角落裡的小功能等情況。
- 12:34tiny 模型的取捨部署過約 500 million 參數的模型,記憶體需求低於 2 GB、可以跑得很快,但部署流程比較複雜,要找現成模型或自己微調。
- 13:24固定任務模型ASR、視覺、embedding 都有現成可用的模型;Apple FastVLM(0.5 billion 參數)在 Android 裝置上用硬體加速跑得很快,可當作邊緣裝置的第一層視覺感知。
- 14:24微調與 Function Gemma從 Gemma 3 與 Function Gemma 起步,Raspberry Pi 上跳到 45 tokens per second;mobile actions 模型把文字轉成約 10 種函式呼叫,可靠度 86%,前面接 ASR 就成了 voice-to-function calling。
- 16:23合成資料的做法先選基礎模型、確認效能與記憶體,再合成資料微調;Mobile Actions 資料集已開源在 Hugging Face,經驗是 10,000 到 10 million 筆就夠。
- 17:34量產案例離線語音聽寫 App 的 ASR 與文字 policy 引擎都是微調過的 tiny Gemma 系模型;Chrome 開發者預覽的摘要與校稿 API 也用 tiny 模型,才能推給更多使用者。
- 19:24結論與提問小 LLM 好用,在 NPU 上很快;tiny 模型能觸及更多裝置;voice-to-function calling 靠足量合成資料就能做得穩。回答提問時說,下一步是讓 voice-to-function calling 更容易做、更多人用得上,也希望視覺輸入更快。
值得記的話5 句
DRAM cost is really, really significant.
DRAM 成本真的非常、非常可觀03:53the lower end of the LLM spectrum is a lot less studied.
LLM 光譜低階那一端的研究少很多04:26the model you want to run isn't the main feature in the application.
你要跑的模型並不是應用程式的主要功能12:18the playbook we've found works really, really well as we synthetically generate data to fine tune that model.
我們發現非常有效的做法,是合成資料來微調那個模型16:23voice to function calling can now be built to be robust using tiny models.
voice-to-function calling 現在可以用 tiny 模型做得很穩19:41
名詞與人物10 個
- Gemma
- Google 的模型系列;Cormac Brick 的團隊與 Gemma 團隊合作,讓它在各種裝置上跑得好
- Gemma E2B
- Gemma 的 2 billion 參數小模型,以混合量化壓到純文字版權重 841 MB
- Function Gemma
- 針對 function calling 模式額外預訓練的 Gemma,起點為 270 million 參數
- AI Core
- Android 高階手機上,內建的小模型隨它一起出貨
- AI Edge Gallery
- 完全開源的 iOS 與 Android App,用來在手機上試跑小模型
- Apple FastVLM
- 0.5 billion 參數的視覺語言模型,場上示範在 Android 裝置上跑得很快
- Mobile Actions
- 開源在 Hugging Face 的資料集,可重現 voice-to-function calling 的示範並從 Function Gemma 微調
- MTP
- Cormac Brick 提到 Raspberry Pi 的速度是未啟用 MTP 的數字,啟用後依任務可能快約 2 倍
- quantization
- 以較少位元存權重,用來壓縮記憶體用量
- voice-to-function calling
- 先用 ASR 把語音變文字,再由微調的小模型轉成函式呼叫
提到但沒有展開
- Cormac Brick 說 voice-to-function calling 對 IoT 與邊緣裝置特別關鍵:小裝置常要靠設定選單操作,那種介面對很多人很難用,能直接開口講要什麼就省掉這一關。
- 回答提問時,Cormac Brick 舉的普及方法是讓 agent 幫忙產生合成資料;視覺輸入目前也還要花一點時間處理,更快的模型才做得了分割等更多事。
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