Opt.Gear: 0.5T 토큰으로 학습한 온디바이스 언어 모델
SRAM·대역폭·전력이 제한된 환경을 출발점으로 설계한 온디바이스 텍스트 생성 모델 Opt.Gear(270M/1B)를 오픈소스로 공개합니다.
글 읽기 →SRAM·대역폭·전력이 제한된 환경을 출발점으로 설계한 온디바이스 텍스트 생성 모델 Opt.Gear(270M/1B)를 오픈소스로 공개합니다.
글 읽기 →Hessian 기반 scale 초기화와 LSQ를 결합한 Opt.Gear-1B의 Quantization-Aware Training 레시피를 소개합니다.
글 읽기 →약 1M 파라미터의 언어 모델을 STM32 Cortex-M7에 직접 배포해 20 tokens/s의 자기회귀 생성을 달성했습니다.
글 읽기 →On-Device 멀티모달 애플리케이션을 위한 시각·언어 이해 모델입니다.
Coming soonEdge 가속기에서 디코딩 속도를 높이는 Multi-token prediction 모델입니다.
Coming soonEdge 환경에서 자연어를 타입이 정의된 디바이스 명령으로 변환합니다.
Coming soonGear 제품군의 가장 작은 모델은 ARM Cortex-M7에서 초당 20 tokens의 텍스트를 생성합니다. NPU도, 외부 RAM도, 클라우드도 필요하지 않습니다. 언어 모델이 들어가기 어렵다고 여겨지는 환경에 모델을 배포한 방법을 소개합니다.
글 읽기 →디바이스에서 직접 실행되는 빠르고 안전한 대화를 구현합니다. Opt.Gear는 모든 프롬프트를 클라우드에 보내지 않고도 대화가 길어져도 빠른 생성 속도를 유지합니다.
자연어 요청을 실제 동작으로 연결합니다. Opt.Gear는 Edge 환경의 낮은 추론 지연 시간을 바탕으로 의도를 이해하고 도구를 선택하며 여러 단계의 작업을 조율합니다.
“How do I get to Marcus Building?”
전역 처리를 위한 GQA와 나머지 영역의 ConvKV-Gated Mixer를 결합한 동일한 하이브리드 설계를 서버 GPU부터 마이크로컨트롤러까지 확장합니다.
제품군에서 파라미터 대비 가장 높은 품질을 제공합니다. 한국어·영어, 긴 문서 이해, 추론에 맞춘 SFT를 지원하며 빠른 디코딩을 유지하도록 설계했습니다.
제약이 있는 모바일·Edge 디바이스에서 낮은 지연 시간으로 실행합니다. 1B 모델과 동일한 하이브리드 설계와 64K 컨텍스트를 제공합니다.
ARM Cortex-M7에서 1 MB의 가중치로 자연어를 구조화된 보드 제어 명령으로 변환합니다.
On-Device 디코딩 속도는 메모리 전송량에 제약을 받습니다. KV Cache는 토큰이 추가될 때마다 이후 토큰이 읽어야 할 데이터를 늘립니다. Gear는 로컬 Attention 계층을 길이가 고정된 합성곱 상태로 대체해 속도를 높입니다.
64K 컨텍스트에서도 로컬 계층이 유지하는 상태는 3개 위치 입니다. 전역 Attention은 65,536개 위치를 유지합니다. 버퍼 크기는 합성곱 커널로 정해지므로 프롬프트 길이에 영향을 받지 않습니다.
컨텍스트가 1K이든 64K이든 로컬 믹싱은 계층마다 3개 위치의 버퍼를 유지합니다.
동적 QKV 행렬 곱과 softmax를 정적 선형 연산, Depthwise Convolution, 요소별 연산으로 대체해 로컬 경로의 동적 형상을 없앱니다.
일부 GQA 계층은 전체 컨텍스트 검색을 유지하므로 긴 구간의 정보도 활용할 수 있습니다.
속도 향상이 모델 품질의 저하로 이어지지 않았는지 확인한 결과입니다. Gear-1B는 네 가지 한국어 벤치마크 모두에서 1.2B 이하 공개 모델 중 가장 높은 점수를 기록했습니다. KMMLU, KoBEST, CLIcK, HAERAE에서 0.5T 학습 토큰과 증류 없이 얻은 결과입니다. 한국어 점수가 더 높은 Qwen3-1.7B는 파라미터가 70% 더 많고 학습 데이터는 72배입니다.
| Benchmark | + RTN INT4 | Gemma-3-1B QAT |
+ RTN INT4 | |
|---|---|---|---|---|
| English | ||||
| MMLU | 41.3 | 39.8 | 35.8 | 32.5 |
| HellaSwag | 54.0 | 53.9 | 51.4 | 48.5 |
| WinoGrande | 58.3 | 56.9 | 55.0 | 53.8 |
| Korean | ||||
| KMMLU | 35.0 | 33.8 | 26.9 | 21.2 |
| KoBEST | 60.4 | 59.8 | 56.2 | 55.1 |
| HAERAE | 42.7 | 39.9 | 31.2 | 23.6 |
두 모델에 QAT 학습 후 동일한 RTN INT4 PTQ를 적용한 결과입니다. 기술 보고서 Table 5에서 Gear-1B의 점수 감소는 MMLU 1.5점, HellaSwag 0.1점이었습니다. 같은 파이프라인에서 Gemma-3-1B는 각각 3.3점, 2.9점, HAERAE는 7.6점 감소했습니다. QAT 기반 학습이 PTQ의 품질 저하를 줄입니다.
| Benchmark | Gemma-3-1B |
Llama-3.2-1B |
EXAONE4-1.2B |
LFM2.5-1.2B |
Qwen3-1.7B |
|
|---|---|---|---|---|---|---|
| Training tokens | 0.5T | 2T | 9T | 12T | 28T | 36T |
| Distilled† | no | yes | yes | yes | yes | yes |
| Korean | ||||||
| KMMLU | 36.0 | 30.7 | 29.9 | 32.6 | 29.2 | 41.6 |
| KoBEST | 60.3 | 59.5 | 51.8 | 50.7 | 59.1 | 62.8 |
| CLIcK | 39.7 | 37.8 | 30.6 | 32.9 | 38.3 | 49.4 |
| HAERAE | 44.2 | 35.3 | 32.6 | 30.2 | 33.9 | 52.0 |
| English | ||||||
| MMLU | 43.2 | 39.8 | 46.1 | 37.2 | 51.1 | 60.3 |
| GPQA | 30.3 | 23.2 | 28.8 | 25.3 | 27.3 | 24.8 |
| ARC-Easy | 70.8 | 70.0 | 72.4 | 58.3 | 79.2 | 80.0 |
| ARC-Challenge | 38.6 | 40.1 | 41.7 | 34.0 | 51.0 | 53.0 |
| HellaSwag | 56.0 | 60.0 | 61.1 | 42.4 | 62.1 | 60.3 |
| PIQA | 71.2 | 72.5 | 74.8 | 55.4 | 72.9 | 72.4 |
| WinoGrande | 58.2 | 58.7 | 62.1 | 53.9 | 60.0 | 60.9 |
| OBQA | 36.8 | 36.4 | 36.2 | 27.8 | 40.8 | 39.4 |
†더 큰 교사 모델을 사용해 학습했는지를 나타냅니다. Gear는 사용하지 않았습니다.
▲파라미터 수와 관계없이 비교 대상 중 가장 높은 점수입니다.
*모든 수치는 2026년 7월 동일한 설정의 Language Model Evaluation Harness로 측정했으며 다른 공개 수치와 다를 수 있습니다. 작업별 few-shot 설정은 기술 보고서를 참고하세요.
시뮬레이션이나 서버 추정값이 아닌 실제 측정입니다. Gear-1M은 $60 마이크로컨트롤러 보드 에서 생성형 추론을 실행하며, 아래 수치는 모두 디바이스에서 직접 측정했습니다.
소형 모델은 반올림 오차를 흡수할 여유가 적어 PTQ의 영향을 크게 받습니다. Gear-1B-QAT는 처음부터 INT4 가중치를 반영해 학습합니다. 배포 파일은 0.6 GB이며 한국어 평균 점수는 FP16 대비 98%를 유지합니다.
| Korean benchmark | FP16 | PTQ INT4 | QAT INT4 |
|---|---|---|---|
| KMMLU | 36.0 | 33.2 | 35.5 |
| KoBEST | 60.3 | 56.8 | 59.7 |
| CLIcK | 39.7 | 36.4 | 39.1 |
| HAERAE | 44.2 | 40.9 | 43.0 |
| Average | 45.1 | 41.8 | 44.3 |
| Model | Precision | Device | Decode (tok/s) | Per token (ms) | Weights |
|---|---|---|---|---|---|
| Gear-1M | W4A32 | STM32H747I · Cortex-M7 @ 400 MHz | 20.0 | 50.0 | 0.9 MB |
| Gear-270M | INT8 | Snapdragon 8 Elite Gen5 · Hexagon NPU | 96 | 10.4 | 310 MB |
| Gear-270M | INT8 | iPhone 17 Pro (A19 Pro) · Neural Engine | 88 | 11.4 | 310 MB |
| Gear-1B | INT4 · QAT | Snapdragon 8 Elite Gen5 · Hexagon NPU | 41 | 24.4 | 620 MB |
| Gear-1B | INT4 · QAT | iPhone 17 Pro (A19 Pro) · Neural Engine | 37 | 27.0 | 620 MB |
단일 스트림 decode와 Greedy Sampling을 사용한 예비 결과입니다. prefill 처리량, 긴 컨텍스트의 decode 성능 곡선과 전체 측정 방법은 기술 보고서에서 제공합니다.
가중치 다운로드와 디바이스 배포를 간편하게 진행할 수 있도록, 각 모델에 미리 생성한 export 결과물을 함께 제공합니다.
# pip install transformers from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer model_id = "OptAI/Gear-1B-Instruct" tok = AutoTokenizer.from_pretrained(model_id) model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_id)
기존 도구에서 바로 사용할 수 있는 형식으로 가중치를 제공합니다.
측정에 사용한 런타임과 가속기용 export 결과물을 제공합니다.
측정에 사용한 가속기용 바이너리를 제공합니다. 변환 파이프라인은 OptAI가 준비합니다.
Opt.Gear를 포함한 언어 모델은 OptAI의 견해와 다른 부정확한 내용을 생성할 수 있습니다. 결과를 활용하거나 공개·배포하기 전에 검토하세요. 특히 의료·법률·금융 용도에서는 주의가 필요합니다.