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Macで生成AIを使おうと思ったらGPUの歴史を辿った

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※この投稿の後に、MacのGPUを活用したくなり、LLM 「Llama.cpp」を試してみました。

M1 Pro搭載MacBook Proで画像生成AIやLLM（大規模言語モデル）を使おうとしたところ、思うように動きませんでした。
色々調べたのですが解決策はまだ見つからず、並行してMacのGPUに関する情報収集をしたような形になりました。

※カバー画像はBing（DALL・E 3 Preview）で生成。

始まりはMacBook Pro

Macが初めてNVIDIAの搭載したグラフィックスボード（もしくはGPU）はGeForce 8600M GTでした。
（以下は2007年6月8日の記事です）

MacのGPUの歴史

GoogleのBardにまとめてもらいました。

  • 1994年：Power Macintosh 9500/200にATIのRage IIc GPUを搭載

  • 1997年：Power Macintosh G3にATIのRAGE 128 GPUを搭載

  • 2002年：PowerMac G5にATIのRadeon 9700 GPUを搭載

  • 2006年：MacBook ProにNVIDIAのGeForce 8600M GT GPUを搭載

  • 2010年：MacBook AirにIntelのHD Graphics 3000 GPUを搭載

  • 2013年：Mac ProにAMDのFirePro D300 GPUを搭載

  • 2015年：MacBook ProにAMDのRadeon R9 M370X GPUを搭載

  • 2016年：MacBook ProにAMDのRadeon Pro 460 GPUを搭載

  • 2018年：MacBook ProにAMDのRadeon Pro Vega 20 GPUを搭載

  • 2020年：MacBook ProにAppleのM1 Pro GPUを搭載

  • 2021年：MacBook ProにAppleのM1 Max GPUを搭載

Mac miniで外付けGPUも

外付けのGPU（eGPU）も使用できていたそうです。
当時アップデートされないモデル（Mac mini）を外付けGPU（eGPU）を使って活用している投稿を見つけました。
（この投稿は2014年9月17日公開、2017年3月2日に更新されています）

外付けGPUを正式にサポート

AppleがeGPUを正式にサポートしたのは2018年でした。
「macOS High Sierra 10.13.4」から使用できるようになりました。
（参考にしたのは2018年4月2日の記事です）

NVIDIAと終焉

しかし、2019年11月26日の記事を見ると、NVIDIAがMacへのサポートを終了していました。

CUDAのMac対応終了

翌年、NVIDIAはGPUの開発環境「CUDA」のmacOSのサポート終了を発表しました。
参照したのは以下は2020年6月6日の投稿から。

eGPUは健在

とはいえ、eGPUが使えなくなったわけではないです。
以下の投稿（2020年5月26日）でもわかるように、Mac miniで使用してる例がいくつか見つかります。

M1チップ発表

そしてAppleは2020年11月10日、「M1」チップを発表します。
CPUとGPUを1つに統合するというSoC（System on a Chip）設計を採用しています。

翌年の2021 年 10 月 18 日には上位の「M1 Pro」と「M1 Max」を発表しました。

eGPU使うならIntelのまま

AppleのサイトにはeGPUの利用に関するページが残っています（公開日：2023 年2月1日）。
ただし、「eGPU を使うには、Intel プロセッサを搭載した Mac が必要です。」と書いてあります。

Macは機械学習向きなのか

目的にもよりますが、全般的に機械学習にはNVIDIAのGPUを使えた方が有利だと思います。
AppleとNVIDIAが仲直りしするか、AMDのRadeonがもっと機械学習に強くなるかーー期待します（参考：2020年5月公開の以下の投稿）。

プロも使いにくい？

影響は機械学習だけではないようです。
2023年6月28日の記事では、外部GPUが追加できないことは、プロのグラフィックの専門家にとって大きな問題とされている、と書かれています。

PyTorchがMacのGPUで学習可能に

MacのGPUに対してネガティブなコメントが散見していますが、活用できる環境はこれから整っていきそうです。
2022年5月に、機械学習フレームワーク「PyTorch」がMacのGPUを使って学習可能になるという発表がありました。
GPUで動かす手順に関する投稿なども見つかります（以下の例は2023年3月の投稿）。

生成AIはまだMacよりWindows

MacのGPU活用は進んでいるようですが、昨年（2022年）から話題の画像やテキストの「生成AI」ではまだ出遅れ感を感じます。やはり推奨環境はWindows & GeForce。
画像生成AIの「Stable Diffusion」用ユーザーインタフェース「AUTOMATIC1111」の2023年05月31日のGitHubには、Macについてこう書かれています。
「it is incredibly slow and consumes an excessive amount of memory（信じられないほど遅く、大量のメモリを消費します）」（2023年5月更新）。

一応Mac対応のグラフィックボード

Appleのサイトには、互換性のある「Intel 搭載モデルの Mac Pro のグラフィックカード（ボード）」が載っています（公開日：2023年6月21日）。
2019年モデルで互換性があるのはすべてAMDのRadeon。
繰り返しになりますが、これは「Intel 搭載モデル」に限る話。
このページからも、AppleはCPUもGPUも独自路線であることを再認識しました。

Apple vs NVIDIA？

GPUについては、AppleはNVIDIAと対峙しているように思えます。
しかし、以下の記事（2023年9月公開）に書いてあるように、AIブームが後押し、NVIDIAが独走していると言っていいようです（NVIDIAがAIブームを後押ししていると言ってもいいかもしれません）。
その勢いはNVIDIAの時価総額に反映されています（参考は2023年5月公開の記事）。

AppleがLLMを発表

Appleは、2023年10月にLLM（大規模言語モデル）「Ferret」を発表しました。
（正確には論文を公開したということのようです）

こちらがFerretのGitHub。
現時点では概要しか記載されていません。

論文はこちらです

「The resulting model not only achieves superior performance in classical referring and grounding tasks, but also greatly outperforms existing MLLMs（Multimodal Large Language Model ） in region-based and localization-demanded multimodal chatting.（ローカライゼーションが要求されるマルチモーダルチャットにおいても既存のMLLMを大きく上回る）」
という記述があります。

ようやく、AppleのMシリーズGPUに最適化されたLLM、そして生成AIアプリが登場するかもしれません。



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