Q4T / Q3T

Quantization by Q.E.L.V.A.R.I.

Klein und originalgetreu.※1

Die Technik, die KI-Modelle verkleinert, damit sie auf dem Mac laufen, heißt „Quantisierung“. Die Modelle in R.E.V.I.S. v1.3.0 werden nach unserem eigenen Quantisierungsrezept Q4T und Q3T gefertigt. Das Ziel: selbst in kleiner Form so nah wie möglich am Originalmodell zu antworten.

4-BIT / 3-BITDATA-FREE

What is Quantization

Quantisierung heißt: weniger Stellen pro Gewicht.

Ein KI-Modell besteht aus Milliarden von Zahlen – den Gewichten. Im Originalmodell belegt jedes Gewicht 16 Bit. Senkt man das auf 4 Bit, schrumpft die Größe auf rund ein Viertel und passt viel leichter in den Arbeitsspeicher deines Mac. Wird dabei aber grob gekürzt, leidet die Qualität der Antworten.

Größe von Qwen3.6 35B (Gewichte)
  1. Originalmodellca. 70 GB
  2. Q4T19.2 GB
  3. Q3T15.2 GB

Die Kästchen zeigen die Bitzahl pro Gewicht im Großteil des Modells (Original: 16, Q4T: 4, Q3T: 3).

Klein

Gewichte mit 16 Bit werden auf 4 oder 3 Bit gebracht. Selbst ein 35B-Modell läuft so auf einem Mac mit 24 GB Arbeitsspeicher (Q3T).

Originalgetreu

Wo man spart und was man erhält: Diese Entscheidung bestimmt, wie nah die Antworten am Originalmodell bleiben.

Bei dir vor Ort

Das verkleinerte Modell läuft direkt auf deinem Mac. Gespräche müssen nicht in die Cloud gesendet werden.

The Recipe

Je nach Teil eine andere Bitzahl.

In einem Modell gibt es Bereiche, die auch mit wenigen Bits stabil antworten, und solche, in denen schon kleinste Abweichungen spürbar werden. Q4T und Q3T sind feste Rezepte, die jedem Bereich genau die passende Bitzahl zuweisen.

Großteil des ModellsExperten-Schichten usw.4 Bit bei Q4T, 3 Bit bei Q3T. Weil dieser Teil schrumpft, wird das gesamte Modell deutlich kleiner.
Teile für den Aufbau der AntwortBehalten ihre Feinabstufung.
Auswahl des zuständigen Experten usw.Wird nicht verkleinert, sondern bleibt im Originalzustand.Ein empfindlicher Bereich, in dem schon kleinste Abweichungen entscheiden, welcher Experte gewählt wird.

Not Just Rounding

Mehr als nur Stellen streichen.

Herkömmliche Quantisierung rundet jedes Gewicht einzeln auf die nächstgelegene Stufe – wie bei einem Bild, dessen Auflösung man zu einem groben Mosaik verringert. Q4T und Q3T wandeln die Werte zuerst um und packen sie dann, ähnlich wie bei JPEG. Bei gleicher Datenmenge bleibt so deutlich mehr Information erhalten.

Originalbild

Normale QuantisierungAuflösung senken (Mosaik)

Q4T / Q3TErst umwandeln, dann packen (wie JPEG)

Bildvergleich zur Veranschaulichung. Mitte und rechts haben beide ein Sechsunddreißigstel (1/36) der ursprünglichen Datenmenge. Da JPEG auch Anpassungen an das menschliche Auge nutzt, ist das Verfahren technisch nicht völlig identisch.

Normale Quantisierung

Jeden Wert einzeln zur nächsten Stufe runden

Jedes Gewicht wird für sich auf die nächste Stufe gerundet. Gibt es auch nur einen extremen Ausreißer (ganz rechts), muss das Raster weit gespreizt werden – und alle anderen Werte werden ungenau.

Q4T / Q3T — 1

Zuerst Ausreißer ausgleichen

So wie JPEG ein Bild vor dem Packen umwandelt, werden die Gewichte mathematisch gedreht (Hadamard-Rotation), um Ausreißer auf benachbarte Werte zu verteilen. Da die Wertespanne gleichmäßiger wird, bleibt das Raster auch mit wenigen Bits fein.

Q4T / Q3T — 2

Für ganze Folgen den besten Pfad wählen

Gewichte werden nicht einzeln, sondern als zusammenhängende Folge gepackt (Trellis-Codierung). Aus allen möglichen Pfaden wird derjenige gespeichert, der über die gesamte Folge hinweg die kleinste Abweichung vom Original (gestrichelte Linie) hat.
Normale QuantisierungQ4T · Q3T
RundungWert für Wert zur nächsten StufePro Folge den Pfad mit dem kleinsten Fehler wählen
AusreißerMachen das Raster grobVor dem Packen ausgleichen
Behandlung nach BereichÜberall fast gleiche BitzahlJe nach Bereich festgelegt (4 bzw. 3 Bit / feiner / unverändert)

Data-Free

Ohne Kalibrierungsdaten.

Passt man die Quantisierung an Beispieldaten (Kalibrierungsdaten) an, schneidet das Modell auf diesem Gebiet zwar gut ab – doch was sich bei allen anderen Aufgaben verändert hat, lässt sich nicht mehr überblicken. Q4T und Q3T verzichten auf Kalibrierungsdaten und folgen allein einem mathematisch festgelegten Verfahren, das die Abweichung zu den Originalgewichten minimiert.

Quantisierung mit KalibrierungsdatenQ4T · Q3T
Angepasstes GebietZeigt dort gezielte StärkeBelegbar durch Nähe zum Originalmodell
Alle anderen GebieteVeränderungen lassen sich nicht überprüfenMit demselben Maßstab (Nähe zum Original) messbar
HerstellungErgebnis hängt von den gewählten Daten abRein mathematisch festgelegtes Verfahren

Keine Schlagseite

Wir trimmen das Modell nicht auf bestimmte Fachgebiete oder Sprachen. Unser einziges Ziel ist, bei jeder Nutzung nah am Originalmodell zu bleiben.

Kein Nachtrainieren

Wir trainieren das Modell auch nicht um. Es handelt sich schlicht um die quantisierte Fassung des öffentlich verfügbaren Originalmodells.

Prüfen über die Nähe zum Original

Darum lässt sich die Qualität mit einem einzigen Maßstab messen: wie nah das Modell dem Original kommt. Die folgenden Diagramme zeigen die Ergebnisse dieser Messung.

Measured

Klein, aber nah am Original.

Wir haben die Modelle dieselben Texte lesen lassen und gemessen, wie stark ihre Wortwahl für das jeweils nächste Wort vom Originalmodell abweicht. Je kürzer der Balken, desto näher liegt die Antwort am Original.※2

Qwen3.6 35B MoEAbweichung vom Originalmodell (kürzer = näher am Original)
  1. Normal Q837.7 GB0.0066
  2. Q5T23.8 GB0.0090
  3. Normal Q629.3 GB0.0116
  4. Q4T19.2 GB0.0181
  5. Normal Q524.9 GB0.0248
  6. Q3T15.2 GB0.0356
  7. Normal Q420.7 GB0.0682
Gemma 4 26B MoEAbweichung vom Originalmodell (kürzer = näher am Original)
  1. Normal Q828.0 GB0.0110
  2. Q5T19.4 GB0.0136
  3. Normal Q621.9 GB0.0268
  4. Q4T15.6 GB0.0373
  5. Normal Q518.6 GB0.0638
  6. Q3T12.5 GB0.0650
  7. Normal Q415.5 GB0.2367

Bei gleicher Größe nur ein Viertel bis Sechstel der Abweichung

Verglichen mit normalem Q4 fast gleicher Größe lag die Abweichung von Q4T bei Qwen3.6 bei rund einem Viertel, bei Gemma 4 bei rund einem Sechstel.

Kleiner als normales Q5 – und trotzdem näher dran

Obwohl Q4T kleiner ist als normales Q5, fällt die Abweichung geringer aus. Das gilt für beide Modelle.

Selbst mit 3 Bit näher am Original als normales Q4

Sogar das noch kleinere Q3T kommt dem Originalmodell näher als ein normales Q4.

Models

Lauffähige Modelle.

ModellGröße (Q4T / Q3T)
Gemma 4 26B MoE15.6 GB / 12.7 GB
Qwen3.6 35B MoE19.4 GB / 15.6 GB
Ornith 1.5 35B MoE19.4 GB / 15.6 GB
Qwen3.8 27B20.1 GB / 17.6 GB

Die Größen enthalten das MTP-Entwurfsmodell (GiB). Laden lässt sich, was in den eingebauten Arbeitsspeicher abzüglich etwa 7 GB passt. Als Richtwert: Ein Mac mit 24 GB Arbeitsspeicher führt das Q3T von Gemma 4, Qwen3.6 und Ornith 1.5 aus, ab 32 GB das Q4T aller Modelle.

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※2 Gemessen wurde die durchschnittliche Abweichung der Wahrscheinlichkeitsverteilung für das nächste Wort (KL-Divergenz, KLD) gegenüber dem Originalmodell (BF16) über 48 Dokumente und rund 18.000 Textstellen. „Normal“ bezeichnet eine von uns nach dem üblichen affinen Verfahren erstellte Quantisierung (unter vorteilhaften Bedingungen, bei denen u. a. die Ausgabeschichten feiner erhalten blieben). Berechnet und gemessen wurde in einer Forschungsumgebung exakt nach den Gewichtswerten. Größenangaben beziehen sich nur auf die Gewichte (GB). Q5T ist die 5-Bit-Variante desselben Rezepts; in R.E.V.I.S. v1.3.0 stehen Q4T und Q3T zur Verfügung.

※1 Genauigkeit bezeichnet, wie getreu die Ausgabe des Originalmodells wiedergegeben wird; sie bedeutet keine Leistung über das Originalmodell hinaus. Die Geschwindigkeit hängt von Modell, Mac und Eingabe ab.