手机端跑大模型：Ollma/llama.cpp/vLLM 实测对比

昨天给大家分享了：如何在手机端用 Ollama 跑大模型

有小伙伴问：为啥要选择 Ollama？

不用 Ollama，还能用啥？据猴哥所知，当前大模型加速的主流工具有：Ollama、vLLM、llama.cpp 等。

那我到底该用哪个呢？

今日分享：带大家在手机端分别跑通 Ollama、vLLM、llama.cpp，并给出评测结论。

友情提醒：本文实操，请确保已在手机端准备好 Linux 环境，具体参考上篇教程。

1. 三者区别

以下是我对三者的简单认识：

• llama.cpp：基于C++重写了 LLaMa 的推理代码，是一种推理框架。支持动态批处理，支持混合推理。
• Ollama：利用了 llama.cpp 提供的底层能力（如量化），小白易上手。
• vLLM：基于Python，采用PagedAttention高效管理注意力KV内存，支持动态批处理。

此外，三者的模型权重存储也不同：

• llama.cpp：只支持 gguf 格式的模型，可以自己生成或从 huggingface 等平台下载 gguf 格式的模型；

• Ollama：支持从项目的 Library 下载，也可以自己生成，有自己的存储格式；

• vLLM：支持从 huggingface/modelscope 等平台下载的模型文件。

Qwen2 对这3个方案都有支持，为此本文将以 qwen2:0.5b 进行实测。

2. Ollama

项目地址：https://github.com/ollama/ollama

如何安装 Ollama，之前的教程已经介绍得很详细了：本地部署大模型?Ollama 部署和实战，看这篇就够了。

上篇中我们采用的是 Ollama+OpenWebUI 的镜像，如果端侧不需要 webui，可以用官方最新镜像，拉起一个容器：

sudo docker run -d -v ollama:/root/.ollama -p 1002:11434 --restart unless-stopped --name ollama ollama/ollama

注意：因为官方镜像托管在 docker.hub，国内下载会失败👇

如果你也遇到docker 镜像下载失败的问题，一定记得打开代理！关于如何配置docker镜像代理，我打算单独开一篇教程，敬请期待！

进入容器，运行 qwen2:0.5b：

sudo docker exec -it ollama /bin/bash
ollama run qwen2:0.5b

然后，查看 ollama 的 server api 是否成功启动：

netstat -ntlp
Active Internet connections (only servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp6       0      0 :::11434                :::*                    LISTEN      1/ollama

没问题，在宿主机上，写一个测试用例吧：

def test_ollama():
    url = 'http://localhost:1002/api/chat'
    data = {
        "model": "qwen2:0.5b",
        "messages": [
            { "role": "user", "content": "你好" }
        ],
        "stream": False
    }
    response = requests.post(url, json=data)
    print(response.text)

返回示例如下：

{"model":"qwen2:0.5b","created_at":"2024-09-15T01:31:49.502405293Z","message":{"role":"assistant","content":"你好！有什么问题或需要帮助的地方吗？我很乐意回答您的问题。"},"done_reason":"stop","done":true,"total_duration":1052511042,"load_duration":94924636,"prompt_eval_count":9,"prompt_eval_duration":52884000,"eval_count":17,"eval_duration":900186000}

3. vLLM

项目地址：https://github.com/vllm-project/vllm

支持的模型列表：https://docs.vllm.ai/en/latest/models/supported_models.html

vLLM 的安装较为复杂，pip 包的安装方式，需要你的环境中支持 CUDA 12.1：

pip install vllm

显然在端侧无法搞定，为此只能选择源码安装，这里一路踩了不少坑，分享出来，供小伙伴们参考。

3.1 camke 版本问题

参考官方文档进行安装：https://docs.vllm.ai/en/latest/getting_started/cpu-installation.html

如果安装过程中遇到报错：

CMake Error at CMakeLists.txt:1 (cmake_minimum_required):
  CMake 3.26 or higher is required.  You are running version 3.16.3

看看你的 cmake 版本，低于 3.26 就得重新安装：

camke --version

前往https://cmake.org/download/，找到最新版 cmake：

一键安装，并添加到系统环境变量：

sh cmake-3.30.3-linux-aarch64.sh
export PATH=/home/aidlux/tools/cmake-3.30.3-linux-aarch64/bin:$PATH

3.2 指令集问题

最后一步，安装 vLLM：

VLLM_TARGET_DEVICE=cpu python setup.py install

报错了：

CMake Error at cmake/cpu_extension.cmake:82 (message):
  vLLM CPU backend requires AVX512 or AVX2 or Power9+ ISA support.

可以发现，vLLM 项目对硬件的要求很高，需要 CPU 支持 AVX512、AVX2 或 Power9+ 高级指令集，而对于 ARM 架构 的 CPU，通常并不支持 AVX2 和 AVX512，这两是 Intel 和 AMD CPU 的扩展指令集。

无解了！

只好放弃 vLLM~

4. llama.cpp

4.1 下载项目并编译

执行如下指令：

git clone https://github.com/ggerganov/llama.cpp
cd llama.cpp/
make

在目录下会生成一系列可执行文件，比如：

• llama-cli：用于推理模型；
• llama-quantize：用于量化模型；
• llama-server：提供模型 API 服务

4.2 下载模型并转换

首先准备环境：

conda create -n llamacpp python=3.12
conda activate llamacpp
pip install -r requirements.txt

下载模型到 models/ 目录下：

cd models
sudo apt-get install git-lfs
# or
git lfs install
git clone https://www.modelscope.cn/qwen/Qwen2-0.5B-Instruct.git

如果下载地址中没有 GGUF 格式的文件，需执行模型转换脚本：

python convert_hf_to_gguf.py models/Qwen2-0.5B-Instruct/

当然，如果下载的模型有 GGUF 格式的版本，直接使用即可。

4.3 推理测试

指定模型地址：

./llama-cli -m models/Qwen2-0.5B-Instruct/Qwen2-0.5B-Instruct-F
16.gguf -p hello -n 256

有输出就没问题！

4.4 OpenAI API

执行如下指令，会拉起一个 REST API服务，且兼容 OpenAI 格式！

./llama-server -m models/Qwen2-0.5B-Instruct/Qwen2-0.5B-Instruct-F16.gguf --host 0.0.0.0 --port 2001
# 放到后台运行
nohup ./llama-server -m models/Qwen2-0.5B-Instruct/Qwen2-0.5B-Instruct-F16.gguf --host 0.0.0.0 --port 2001 > log.txt 2>&1 &

为此，调用示例代码如下：

from openai import OpenAI

client = OpenAI(api_key='xx', base_url='http://localhost:2001/v1')
completion = client.chat.completions.create(
                model='qwen2',
                messages=[{'role': 'user', 'content': '为什么天空是蓝色的'}],
                stream=False
            )
print(completion.choices[-1].message.content)

api_key 和 model 随便填就行，因为只启动了一个模型。

5. Ollama 和 llama.cpp 评测对比

我们采用如下的提示词，分别调用 5 次：

messages = [{'role': 'user', 'content': '为什么天空是蓝色的'}]

评测代码如下：

import time
for i in range(5):
    start_time = time.time()
    text = test_ollama()
    end_time = time.time()
    print(f"第{i+1}次调用：{end_time-start_time}秒, token/s:{len(text)/(end_time-start_time)}")

注：这里并没有严格计算 token 数量，直接使用输出文本字数进行平均耗时对比。

Ollama 调用耗时：

第1次调用：9.803798913955688秒, token/s:26.214327961598745
第2次调用：10.22051048278808秒, token/s:26.90667951107877
第3次调用：16.36184406280517秒, token/s:25.36388920509305
第4次调用：12.29462456703186秒, token/s:26.596989458047645
第5次调用：7.711999416351318秒, token/s:27.87863281526547

llama.cpp 调用耗时：

第1次调用：18.27004337310791秒, token/s:11.932100846617535
第2次调用：18.72978639602661秒, token/s:15.750313098209284
第3次调用：15.97263455390930秒, token/s:14.149199948025263
第4次调用：7.018653631210327秒, token/s:14.39022429471037
第5次调用：21.80415105819702秒, token/s:15.409909750817134

从上述结果可以发现：同款模型，在不进行量化的前提下，Ollama 的速度是 llama.cpp 的近两倍！

写在最后

本文通过实测 Ollama / llama.cpp / vLLM，解答了端侧部署大模型该用哪款框架的问题。

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