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GGUFの量子化(Q4_K_Mなど)とは?|同じ12Bのモデルを3種類のファイルで動かして、速さとVRAMを比べた

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「GGUFの量子化(Q4_K_Mなど)とは?」の記事のアイキャッチ

「ローカルLLMのモデルを探すと、Q4_K_MとかQ4_0とか、同じモデルなのにファイルがたくさんある。どれを選べばいいの?」

この記事は、LM Studioなどでローカルの文章AIを動かすときに、モデルのファイル名にある「Q4_K_M」などの意味と、選び方を知りたい人のための記事です。LM Studioの始め方はLM Studioの始め方にまとめています。

先に結論です。

  • Q4_K_Mなどは、モデルを小さくする方式(量子化)の名前です。同じモデルでも、方式によってファイルの大きさが変わります
  • 筆者のRTX 4070で、同じgemma-4-12Bの3種類のファイル(約6.9〜7.6GB)を比べると、小さいファイルほど少し速く、VRAMも少なめでした
  • 差は大きくありません。速さは1秒あたり約50〜57トークンの範囲で、いちばん速いものといちばん遅いもので約1割でした
  • 答えの質は比べていません。ファイルを選ぶときは、まずVRAMに収まる大きさかを見ます

2026年11月1日に、筆者のパソコンでLM Studioを使って測りました。

同じgemma-4-12Bの3種類のファイルの比較。Q4_K_M(約7.6GB)は約50〜52トークン、QAT Q4_0(約7.2GB)は約54〜55、UD-Q4_K_XL(約6.9GB)は約55〜57(1秒あたり)
小さいファイルほど、少し速かった(筆者のRTX 4070)
目次

あなたならどれで十分か

やりたいこと選び方筆者の記録
まずローカルLLMを動かしたいVRAMに収まる大きさのファイルを1つ12Bの3種類は、どれも12GBのVRAMで動いた
少しでも速くしたい同じモデルの、小さめのファイル約6.9GBのファイルが、約7.6GBより約1割速かった
答えの質を重視したいモデルの配布元の説明を読む筆者は質を比べていない
ファイル名の意味を知りたいこの記事の「なぜそう言えるか」公式の説明で整理した

差が出たのは、今回の12Bのモデル・筆者のパソコン・同じ頼み方での結果です。ほかのモデルや大きさで同じ差になるかは分かりません。

なぜそう言えるか:量子化はファイルを小さくする方式

ローカルLLMのモデルは、たくさんの数値でできています。量子化は、その数値を少ないビット数で表して、ファイルとメモリを小さくする方式です。GGUFは、こうしたモデルを読み込みやすく保存するファイルの形で、LM Studioなどで使えます(Hugging Faceの公式の説明)。

ファイル名の「Q4_K_M」「Q4_0」などは、量子化の方式の名前です。Hugging Faceの説明では、Q4_Kは1つの数値あたり約4.5ビット、Q4_0は昔からある方式で、今はあまり使われていないとされています。「QAT」は、Googleの説明によると、量子化を見込んで学習させる方法で、元の精度に近い質を保ちながら、メモリを大きく減らせるとされています。

今回の3種類では、ファイルが小さいものほど、少し速く、VRAMの増え方も少なめでした。

実際に試した結果

ファイル(大きさ)VRAMの増え方速さ(1秒あたり、3回)
Q4_K_M(約7.6GB)8,989 MiB51.9・52.0・49.8
QAT Q4_0(約7.2GB)8,613 MiB54.1・55.1・53.8
UD-Q4_K_XL(約6.9GB)8,434 MiB55.2・56.6・56.7

注意:「VRAMの増え方」は、読み込んだ後のVRAMから、読み込む前に使われていた分を引いた値です。3種類とも、256トークンの上限までに答えの本文が返ってこなかったため、答えの質は比べられませんでした。

測った条件は、RTX 4070(12GB)でローカルLLMはどこまで動く?と同じです(RTX 4070・メモリ32GB、LM Studio、会話の長さの上限4096、同じ頼み方で各3回)。Q4_K_Mは、2つの記事の計測で読み込む前のVRAMが違い(1,482 MiBと635 MiB)、読み込んだ後のVRAM全体も10,493 MiBと9,624 MiBで違いました。ほかのアプリが使っている分で、全体の量が変わります。

VRAMの増え方の比較。Q4_K_Mは8,989 MiB、QAT Q4_0は8,613 MiB、UD-Q4_K_XLは8,434 MiB
VRAMの増え方も、小さいファイルほど少なめだった

ファイルを選ぶときに見る場所

  1. 今のVRAMの量:タスクマネージャーの「パフォーマンス」→「GPU」の「専用 GPU メモリ」で確かめます
  2. ファイルの大きさ:VRAMより十分小さいものを選びます。今回の12Bは、ファイル約6.9〜7.6GBで、VRAMが8,434〜8,989 MiB増えました
  3. 量子化の名前:同じモデルに複数あるときは、配布元の説明を読みます
  4. モデルのライセンス:配布元ごとに使い方の条件があります

よくある勘違い

  • 数字が大きい方式ほど、必ずよい → 今回の3種類では、小さいファイルのほうが少し速く、VRAMも少なめでした。質は比べていません
  • 量子化の違いで、速さが何倍も変わる → 今回の差は、約1割でした
  • ファイルの大きさと、VRAMの使用量は同じ → ファイル約7.6GBのQ4_K_Mで、VRAMは8,989 MiB増えました

よくある質問

Q. 結局、どれを選べばいいですか?

A. まず、VRAMに余裕をもって収まる大きさのファイルを選びます。そのうえで、答えの質は自分の使い方で試して確かめます。筆者は今回、質を比べていないので、どれがよいとは書けません。

Q. もっと大きなモデルは動きますか?

A. 筆者のRTX 4070(12GB)では、ファイル約17.7GBの27Bは読み込めませんでした。くわしくはRTX 4070(12GB)でローカルLLMはどこまで動く?にまとめています。

Q4_K_Mなどは、モデルを小さくする方式の名前です。同じモデルなら、小さいファイルのほうが少し速く、VRAMも少なめでした。まずはVRAMに収まるファイルを選び、質は自分の使い方で確かめます。

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参考

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