従量課金制 - AI Model Orchestration and Workflows Platform
BUILT FOR AI FIRST COMPANIES

LLM コスト削減のためのバッチ処理

Chief Executive Officer

Prompts.ai Team
2025年7月19日

バッチ処理は、大規模言語モデル (LLM) を使用するコスト効率の高い方法です。タスクを 1 つずつ処理するのではなく、複数の入力を 1 つのバッチにグループ化します。これにより、API オーバーヘッドが削減され、GPU の使用率が向上し、OpenAI などのプロバイダーを使用するとコストを最大 50% 節約できます。データ抽出、コンテンツ生成、分析など、即時応答を必要としないタスクに最適です。 First American や Scribd などの企業は、すでにバッチ処理を使用して大量のワークロードを効率的に処理し、運用を拡大しながらコストを削減しています。

バッチ処理の主な利点:

  • コスト削減: バッチ API 呼び出しで最大 50% 割引。
  • 効率の向上: 継続的なバッチ処理により、GPU スループットが大幅に向上します。
  • スケーラビリティ: 追加のハードウェアを必要とせずに、大量のデータを処理します。

開始方法:

  1. 同様のタスク (顧客レビュー、サポート チケットなど) をグループ化します。
  2. JSONLなどの形式でデータを準備します。
  3. バッチ API (OpenAI、Anthropic など) を使用して、24 時間以内にタスクを処理します。
  4. ワークフローを監視および最適化してパフォーマンスを向上させます。

Batch processing isn’t just about saving money - it’s a smarter way to work with LLMs at scale.

Ray を使用した高速かつ安価なオフライン バッチ推論

バッチ処理によるコスト削減の仕組み

バッチ処理は単なる技術戦略ではなく、大規模言語モデル (LLM) を扱うときにコストを節約するための賢いアプローチです。タスクをグループ化することで、API 呼び出しのオーバーヘッドの削減、ハードウェアの有効活用、特別な価格モデルの活用という 3 つの主要な領域でコストを削減できます。

API 呼び出しのオーバーヘッドの削減

API 呼び出しごとに追加コストが発生します。これには、ネットワーク遅延、認証、接続セットアップなどが含まれます。大量のデータを扱う場合、それらのコストは急速に積み重なる可能性があります。バッチ処理は、複数のリクエストを 1 つの API 呼び出しにバンドルすることでこの問題を解決し、オーバーヘッドの多くを排除します。

次の例を見てみましょう。1,000 個のタスクを処理するために 1,000 回の個別の API 呼び出しを送信する代わりに、それらを 1 つのバッチ リクエストに結合します。このアプローチにより、ネットワークと接続のセットアップに関連する不必要なコストが削減されます。 2025 年 6 月、データおよび AI エンジニアのジョージアン氏は、OpenAI の Batch API がサポート チケット分類タスクのコストを 50% 削減できる方法を紹介しました。チケットを請求、技術、アカウント アクセスに関する問い合わせなどのグループに分類することで、バッチ処理により、各チケットを個別に処理する場合に比べて経費が大幅に削減されました。

これらの節約を最大限に活かすには、タイミングがすべてです。ほとんどのバッチ API は 24 時間の処理時間枠内で動作します。この期間を中心にワークフローを構築すると、バッチ処理から最大限の価値を確実に得ることができます。

GPU 使用率の最大化

API 呼び出しコストを最小限に抑えたら、次のステップは GPU パフォーマンスを最適化することです。 GPU は高価であり、十分に活用されていない GPU はお金の無駄を意味します。バッチ処理は、GPU が複数のタスクを同時に処理できるようにすることで役立ち、アイドル期間が短縮され、全体的な効率が向上します。

ここに問題があります。多くの企業は、平均して GPU 容量の 15% 未満しか使用していません。つまり、十分に活用されていないリソースに対して料金を支払っていることになります。バッチ処理は GPU をビジー状態に保つことでゲームを変化させます。これは、同じコストでより多くの作業を実行できることを意味します。

__XLATE_9__

マリウス・キリンジャー、Baseten ブログ

「モデル推論に GPU を使用する場合、1 ドル当たりのパフォーマンスを可能な限り最大限に高める必要があります。これには使用率を理解することが重要です。GPU 使用率が高いということは、高トラフィックのワークロードを処理するために必要な GPU の数が少なくて済むことを意味します。」

  • マリウス・キリンジャー、Baseten ブログ

連続バッチ処理はこれをさらに一歩進めます。 GPU がバッチ内の最も遅いタスクが終了するまで待機する静的バッチ処理とは異なり、連続バッチ処理では、リソースが解放されるとすぐに新しいタスクを開始できます。これによりアイドル時間がなくなり、GPU の使用率がさらに向上します。

__XLATE_13__

マット・ハワード、Baseten ブログ

「連続バッチ処理は、各バッチの最長の応答が完了するまで待機するアイドル時間を排除することで、動的バッチ処理よりも GPU 使用率を向上させます。」

  • マット・ハワード、Baseten ブログ

GPU からより多くの作業を絞り出すことで、高トラフィック モデルのエンドポイントの実行コストを大幅に削減できます。

従量課金制モデルへの影響

バッチ処理は、従量課金制の価格モデルにも大きな影響を与えます。これらのモデルはリソースの使用量に基づいて料金が請求されるため、効率の向上はコストの削減に直接つながります。たとえば、OpenAI の GPT-4 の価格は、2023 年 3 月から 2024 年 9 月までの間に 100 万トークンあたり 36 ドルから 5 ドルに下がりました。バッチ リクエストを使用することで、そのコストは 100 万トークンあたり 2.50 ドルまでさらに下がり、さらに 50% 節約できます。

Anthropic は、メッセージ バッチ API でも同様のメリットを提供し、バッチ リクエストに対して標準 API 価格のわずか 50% を請求します。毎月 1,000 万のトークンを処理する企業の場合、これは年間 25,000 ドルの節約を意味します。

バッチ処理は、データ分析やバックグラウンド ワークフローなど、リアルタイムの応答を必要としないタスクに特に効果的です。バッチ API の処理ウィンドウ内に収まるようにこれらのタスクのタイミングを調整することで、機能を犠牲にすることなく即座に節約を実現できます。

つまり、バッチ処理は単に効率を高めるだけではなく、より賢明なリソースの使用を目に見える経済的利益に変える方法なのです。数百万のリクエストにまたがって拡張すると、節約効果は急速に増加します。

バッチ処理の実装方法

バッチ処理の設定には、明確かつ体系的なアプローチが必要です。主な課題は、適切なバッチ処理戦略を選択し、それを効果的に実装するための重要な手順に従うことにあります。

静的バッチ処理と動的バッチ処理

バッチ処理戦略を選択するときは、処理しているワークロードのタイプを考慮することが重要です。

  • 静的バッチ処理は、固定数のリクエストを一度に処理します。この方法では、タスクが事前に決定されたバッチにグループ化されるため、データ分析、レポート生成、または即時結果が必要ない一括処理などのシナリオに最適です。遅延がそれほど問題にならないオフライン タスクに最適です。
  • 動的バッチ処理では、バッチ サイズを設定することなく、特定の時間枠でリクエストを収集します。このアプローチは、処理速度とレイテンシーのバランスをとり、スループットを最適化しながら、リクエストが過度に長く待たされることを保証することを目的としています。
  • 連続バッチ処理 (または処理中のバッチ処理) を使用すると、バッチ内のタスクを個別に完了しながら、新しいリクエストを即座に混合に追加できます。この方法は、リソースを常に使用し続けることで GPU の使用率を最大化するように設計されています。

動的で連続的なバッチ処理は、多くの場合、ほとんどのアプリケーションで速度と効率の最適なバランスを実現します。ただし、スループットが最優先の場合、特にオフライン タスクの場合、静的バッチ処理は適切に機能します。戦略を選択したら、次の手順に従って効果的に実装します。

バッチ処理を設定する手順

バッチ処理には、データ収集、準備、実行、監視という 4 つの主要な段階が含まれます。

  • データ収集: ユーザー クエリ、コンテンツ リクエスト、分析ジョブなど、一緒に処理できる類似のタスクをグループ化することから始めます。
  • データの準備: バッチ処理用にデータを整理およびフォーマットします。たとえば、ある企業では、サポート チケットを請求、技術的な問題、機能リクエスト、アカウント アクセス、一般的な問い合わせなどのカテゴリに分類しました。これにより、各チケットが処理前に適切にフォーマットされるようになりました。
  • 実行:準備したデータをアップロードし、バッチを作成し、処理を実行します。 OpenAI の Batch API を使用している場合、これは、JSONL ファイルをアップロードし、バッチ リクエストを送信し、その進行状況を追跡することを意味します。 API の処理時間制限 (通常は 24 時間) 内にワークフローを設計するようにしてください。
  • 監視: ログ、アラート、レポートを活用して、すべてがスムーズに実行されていることを確認します。効率を向上させ、期限を守るために、必要に応じてバッチ サイズとワークフローを調整します。

バッチ処理にprompts.aiを使用する

バッチ処理を簡素化および強化するために、prompts.ai などのプラットフォームは、効率とコスト管理のために設計された特殊なツールを提供します。

このプラットフォームには、使用状況を監視し、従量課金制でコストを最適化するためのトークン化追跡などの機能が含まれています。また、複数の言語モデルを統合するワークフローもサポートしているため、さまざまなプロバイダーにシームレスに接続し、タスクごとに最もコスト効率の高いモデルを選択できます。

Prompts.ai は、データの準備、バッチ作成、結果収集などの反復的なタスクを自動化し、人的エラーを削減し、チームをより戦略的な作業に集中できるようにします。さらに、暗号化されたデータ保護により、データ収集から最終結果までのプロセス全体を通じて機密情報が安全に保たれます。

バッチ処理を最大限に活用するには、小規模から始めてワークフローを注意深く監視し、プロセスを改良して最適化するにつれて徐々にスケールアップしてください。

バッチ処理の技術的なセットアップ

大規模な効率的なバッチ処理には、特に大規模な言語モデル (LLM) を扱う場合に、強力な技術基盤を構築することが不可欠です。主な課題には、GPU メモリの管理、計算パフォーマンスの最適化、ワークフローのスムーズさとコスト効率の確保が含まれます。

GPU メモリ制限の管理

LLM のバッチ処理では、GPU メモリがボトルネックになることがよくあります。目標は、システムをクラッシュさせる可能性のあるメモリ オーバーランを回避しながら、高スループットのバランスを取ることです。

メモリ帯域幅を理解する

Modern GPUs can deliver memory bandwidths of 600–1,000+ GB/s, compared to DDR5's 50–100 GB/s. This stark difference highlights why keeping data in GPU memory is critical for performance. However, GPU memory is both limited and expensive, making efficient usage a priority.

メモリ割り当ての最適化

静的メモリ割り当てでは GPU メモリの最大 80% が無駄になる可能性がありますが、ページ アテンションのような高度な方法ではこの無駄が 4% 未満に削減されます。 GPU メモリを最大限に活用するには、次のテクニックを検討してください。

  • 動的バッチ処理: シーケンスの長さに基づいてバッチ サイズを調整し、パディングによるメモリの無駄を最小限に抑えます。
  • メモリ プール管理: 断片化を防止し、割り当てのオーバーヘッドを削減します。
  • Gradient checkpointing: Cuts memory needs by 30–50% during training.

プロファイリング ツールを使用して、セットアップに最適なバッチ サイズを決定します。小規模から開始し、メモリ制限に近づくまで徐々に増やし、その後、安定性を維持するためにわずかに規模を縮小します。リアルタイムの監視は、問題が拡大する前に問題を検出して対処するのに役立ちます。これらの戦略はメモリ効率を向上させるだけでなく、コスト削減の目標に合わせてハードウェアの使用率も向上します。

混合精度推論の使用

混合精度推論は、FP16 や INT8 などのさまざまな数値精度を組み合わせて、精度を犠牲にすることなくメモリ使用量を削減し、計算を高速化します。

量子化の利点

Using 8-bit precision can nearly halve GPU memory usage. For example, switching a 7B-parameter Llama model from FP16 to INT4 reduced its size by 4× (from 16 GB to 4 GB) while improving token generation speed with minimal quality loss. Research shows that 4-bit quantized models often perform as well as their FP16 versions across various tasks.

パフォーマンスの向上

Mixed-precision inference can enhance generative AI model performance by 30% while doubling memory efficiency. Lowering matrix multiplication precision, compared to float32, can improve computational performance by 2.5× and cut memory requirements in half.

実装のヒント

FP16 混合精度は良い出発点であり、float16 に近い速度と float32 よりも優れた予測パフォーマンスを提供します。多くの場合、この切り替えにはコードを 1 回変更するだけで済みます。効率を最大化するには、量子化をカスタム カーネルやバッチ処理などの他の最適化と組み合わせます。 GPTQ や量子化対応トレーニングなどの技術は、積極的な量子化でも精度を維持するのに役立ちます。これらの方法はバッチ ワークフローにシームレスに統合され、コストがさらに削減され、パフォーマンスが向上します。

監視と最適化

継続的な監視とプロアクティブな最適化は、効率的でコスト効率の高いバッチ処理ワークフローを維持するための鍵となります。

主要なモニタリング指標

トークンの使用状況、GPU 使用率、処理時間の追跡に重点を置きます。事前定義されたしきい値の違反に対して自動アラートを設定します。アプリケーションによっては、重要なタスクのリアルタイム監視やバッチ ジョブの定期チェックが必要な場合があります。品質、関連性、センチメント、セキュリティなどの指標も、ユースケースに合わせたしきい値で監視する必要があります。

警報および応答システム

アラートの明確なエスカレーション パスを定義して、適切なチーム メンバーが問題に迅速に対処できるようにします。自動化によりこのプロセスが合理化され、遅延や人的エラーが削減されます。米国を拠点とする導入の場合、トークンの使用状況やバッチのパフォーマンスとともにリアルタイムのコストを追跡することで、経費を効果的に管理することができます。

最適化のためのツール

NVIDIA TensorRT-LLM や NVIDIA Triton Inference Server などのツールは、LLM の最適化と効率的な提供に優れています。 Neptune などの実験追跡プラットフォームを使用すると、リソースの監視が簡素化され、追加の改善領域が明らかになります。

継続的な改善の実践

リアルタイムのパフォーマンス データとユーザー フィードバックを使用して、サービス インフラストラクチャを微調整します。 GPU 使用率、メモリ使用量、処理時間のパターンを分析すると、ボトルネックを特定できます。実行中のバッチ処理や投機的推論などの技術により、パフォーマンスをさらに向上させることができます。大規模なバッチ シナリオでは DRAM 帯域幅によってパフォーマンスが制限されることが多く、メモリ アクセスの遅延によりアテンション計算サイクルの半分以上が停止することに留意してください。効果的な GPU メモリ管理と混合精度推論は、これらの課題を克服し、運用のコスト効率を維持する上で重要な役割を果たします。

コスト削減のためのバッチ処理に関する重要なポイント

Batch processing isn't just about saving money - it’s also a game-changer for improving efficiency. By grouping requests, you can significantly reduce costs while boosting throughput, making it a smart move for handling large-scale data tasks.

バッチ処理の利点

バッチ処理を採用すると、大幅なコスト削減とパフォーマンスの向上につながる可能性があります。例えば:

  • Cost Savings: Batching can cut API usage costs by 30–50% and deliver up to 90% savings on on-demand pricing when using spot instances.
  • Performance Gains: Continuous batching has increased throughput from 50 to 450 tokens per second while reducing latency from around 2.5 seconds to less than one second. Anyscale even reported achieving up to 23× more throughput during LLM inference compared to traditional per-request processing.

また、バッチ処理により、モデルのメモリ コストが複数の操作に分散され、リソースの使用量が削減され、手動の労力が最小限に抑えられます。自動化により、実践的な管理の必要性がさらに減り、人件費が削減され、タスクがスムーズかつ一貫して実行されるようになります。

A real-world example highlights the impact: an enterprise handling large document sets with batch inference achieved 2.9× lower costs compared to real-time inference on AWS Bedrock. For inputs with shared prefixes, the savings jumped to 6×.

これらの利点により、バッチ処理は多くの組織にとって実用的で効率的なアプローチになっています。

次のステップ

Ready to implement batch processing? Here’s how to get started:

  1. ワークフローを評価する: 多少の遅延は許容できる大量のデータを含むプロセスを特定します。即時結果を必要としないタスクはバッチ処理に最適です。
  2. データの準備: リクエストを JSONL 形式に変換してアップロードし、バッチ ジョブ処理ウィンドウを定義します。
  3. 監視と最適化: バッチのステータスを定期的にチェックし、結果を収集して、すべてがスムーズに実行されていることを確認します。

実装を合理化するために、prompts.ai などのプラットフォームはプロセスを簡素化するツールを提供します。従量課金制モデルにより、promptes.ai は LLM をシームレスに接続し、トークンの使用状況を追跡してコストを管理し、リアルタイムのコラボレーション、自動レポート、マルチモーダル ワークフローなどの機能を提供します。プロンプトを簡潔かつ明確に保ち、​​堅牢な監視システムをセットアップすることで、時間の経過とともに戦略を改良し、最大の効率と節約を実現できます。

LLM 市場は 33.2% の CAGR で 2030 年までに 361 億ドルに成長すると予測されており、今すぐバッチ処理を導入することで、コストを抑えながら組織の競争力を維持することができます。

よくある質問

バッチ処理は API コストの削減と効率の向上にどのように役立ちますか?

バッチ処理は、複数のリクエストを 1 つの呼び出しにバンドルすることで API コストを削減します。このアプローチにより、送信される個々のリクエストの数が減り、セットアップのオーバーヘッドが削減され、リソースの使用効率が向上します。

操作を簡素化することにより、バッチ処理はコストを節約するだけでなく、レイテンシを短縮し、大規模な言語モデルを使用するアプリケーションに対してより高速で一貫したパフォーマンスを提供します。これは、効率的なリソース管理が顕著なコスト削減と拡張性の向上につながる可能性がある、大量のタスクを処理する場合に特に役立ちます。

What’s the difference between static, dynamic, and continuous batching, and how do I choose the best approach for my workload?

バッチ戦略に関しては、それぞれのアプローチがワークロード要件に基づいて特定の目的を果たします。

  • 静的バッチ処理は固定サイズのバッチを処理するため、予測可能なオフライン タスクにとって確実なオプションになります。柔軟性よりもスループットを優先するため、一貫性が重要な場合にうまく機能します。
  • 動的バッチ処理はオンザフライで適応し、受信リクエストにリアルタイムで調整します。これにより、需要が変動したり予測不可能なワークロードに最適になります。
  • 継続的なバッチ処理では、リクエストが受信されるたびに処理し、低遅延と高スループットのバランスを保ちます。速度が重要なリアルタイム アプリケーションに特に適しています。

どの戦略がニーズに合うかを決定するには、ワークロードを考慮してください。安定した一貫性のあるタスクには静的バッチ処理を使用し、変動するシナリオや予測不可能なシナリオには動的バッチ処理を使用し、リアルタイムの応答性が重要な場合は連続バッチ処理を使用します。

大規模な言語モデルを使用したバッチ処理の GPU メモリを管理する場合、何を考慮する必要がありますか?

バッチ処理中に GPU メモリを最大限に活用するには、まずバッチ サイズを微調整します。目標は、パフォーマンスとメモリ消費のバランスを取ることです。モデルの枝刈りや量子化などの手法を使用すると、精度を維持しながらメモリ使用量を削減できます。もう 1 つの賢明な策は、混合精度トレーニングを採用することです。これにより、より効率的なメモリ割り当てと GPU 使用率の向上が可能になります。

GPU の使用状況を監視することも同様に重要です。定期的に監視することで、メモリ不足エラーを防ぎ、スムーズな操作を保証します。ワークロードに合わせて必要に応じて設定を調整します。 GPU ハードウェアはさまざまであることに注意してください。VRAM 容量などの要素は戦略に大きな影響を与える可能性があります。最適な結果を得るために、使用している特定の GPU に合わせてアプローチを調整します。

関連するブログ投稿

  • LLM ワークフローのベンチマーク: 主要な指標の説明
  • LLM 意思決定パイプライン: その仕組み
  • LLM によるコンテキスト関係の抽出
  • オープンソース LLM コスト管理の究極ガイド
SaaSSaaS
引用

Streamline your workflow, achieve more

Richard Thomas