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KVキャッシュ (KV Cache)の定義
KVキャッシュとは、LMの推論時に自己注意機構のキー（K）・バリュー（V）行列を再計算せずメモリ上に保持する高速化技術のこと。
KVキャッシュ (KV Cache)とは（詳しく解説）
Transformerベースの大規模言語モデル（LLM）において、自己注意機構（Self-Attention）が生成するキー（K）とバリュー（V）の行列をメモリ上にキャッシュする技術。トークン生成のたびに全トークン分のK・V行列を再計算するのは計算コストが膨大なため、KVキャッシュにより過去トークン分を再利用して推論速度を大幅に改善する。 2026年の実運用での最大の落とし穴はメモリ消費量だ。GPT-4クラスのモデルで128kトークンのコンテキストを維持するだけで数十GBのVRAMを消費し、VRAM不足でOOMエラーが頻発するケースが現場で続出している。対策としてFlashAttention、PagedAttention（vLLM）、INT8/FP8量子化KVなどの省メモリ手法が普及しており、用途に応じた選択が重要になっている。 相場感としては、フルKVキャッシュを維持できるA100 80GBクラスのGPUはクラウドで1時間あたり数百〜数千円。コスト最適化にはスライディングウィンドウ方式や量子化KVの採用が有効で、AI PICKSでも長文コンテキストを扱うAIエージェントツールを評価する際、KVキャッシュ効率を実用性の重要指標としている。
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出典: AI PICKS AI用語辞典「KVキャッシュ (KV Cache)とは」 https://aipicks.jp/glossary/kv-cache
KVキャッシュ (KV Cache)の使用例
- Claude 3.5の128kコンテキストでRAGを実装する際、KVキャッシュのVRAM消費を試算してからGPUインスタンス種別を選定した。
- vLLMのPagedAttentionでKVキャッシュを効率管理したところ、同一GPU上での同時リクエスト処理数が約3倍に向上した。
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