Wie ein Mixture-of-Experts-Modell rechnet
Viele große Sprachmodelle nennen heute zwei Parameterzahlen. Was zwischen beiden bei jedem Token passiert, Schritt für Schritt, und was daraus für Speicher, Tempo, Rechenzentrum, Wiederholbarkeit und den Vergleich zweier Modelle folgt.
Auf der Karte von gpt-oss-120b stehen zwei Zahlen: 116,8 Milliarden Parameter insgesamt und 5,1 Milliarden aktive je Token. Bei Kimi K3 sind es 2,8 Billionen und 104 Milliarden. Die erste Zahl entscheidet, ob ein Modell auf einen Rechner passt. Die zweite sagt, wie viel davon für ein einzelnes Token rechnet.
Dazwischen liegt eine Bauform namens Mixture of Experts, kurz MoE. So gebaut sind DeepSeek-V3, Llama 4, gpt-oss, die Kimi-Modelle und die großen Modelle der Qwen3-Reihe. Google beschreibt Gemini 1.5 Pro und die Familie Gemini 2.5 ebenso. Dieser Beitrag zeigt, was in einem solchen Modell bei jedem Token passiert. Danach geht es um die Folgen:
- für den Speicher und das Tempo auf dem eigenen Rechner,
- für den Betrieb im Rechenzentrum,
- für die Wiederholbarkeit von Antworten,
- für den Vergleich zweier Modelle.
Die Experten sitzen im Feed-Forward-Teil
Ein Transformer besteht aus vielen gleich gebauten Schichten, und jede hat zwei Teile. Die Attention verrechnet jedes Token mit den Token davor. Der Feed-Forward-Teil bearbeitet danach jedes Token für sich, mit einem kleinen Netz aus wenigen großen Matrizen. Wie ein solches Netz grundsätzlich rechnet, erklärt KI jenseits der Sprachmodelle, Kapitel 03. Wo in einem dichten Modell die Parameter dieser zwei Teile sitzen, rechnet Nutzung und Anpassung von LLMs, Kapitel 01 nach.
Der Feed-Forward-Teil ist der größere. Im Bericht zu gpt-oss steht die Aufteilung als Tabelle, und auf die Feed-Forward-Blöcke entfallen beim großen Modell 114,71 von 116,8 Milliarden Parametern. OpenAI fasst es in einem Satz: Auf die MoE-Gewichte (externe Seite, arxiv.org) entfallen über 90 Prozent aller Parameter.
Genau diesen Teil teilt ein MoE-Modell auf. Statt eines Feed-Forward-Netzes je Schicht gibt es viele davon nebeneinander, die Experten. Die Attention bleibt unverändert und rechnet für jedes Token vollständig. Die Arbeit zu Mixtral (externe Seite, arxiv.org) beschreibt den Aufbau so: Für jedes Token wählt in jeder Schicht ein Router-Netz zwei Experten aus, die den aktuellen Zustand verarbeiten und deren Ergebnisse zusammengeführt werden.
Nicht jedes Modell macht jede Schicht zur MoE-Schicht. GShard tauschte 2020 nur jeden zweiten Feed-Forward-Teil aus. Llama 4 Maverick wechselt ebenfalls zwischen dichten und MoE-Schichten ab, und DeepSeek-V3 lässt die ersten drei Schichten dicht. Mixtral teilt alle.
Was bei jedem Token passiert
Der Ablauf ist in allen genannten Modellen derselbe, die Zahlen unterscheiden sich. Er läuft in jeder Schicht einmal ab, für jedes Token.
- Der Zustand kommt an. Das Token liegt als Zahlenreihe vor, bei Mixtral als 4096 Zahlen. Sie ist das Ergebnis der Attention derselben Schicht.
- Der Router bewertet. Er ist eine einzige Matrix. Multipliziert mit der Zahlenreihe, liefert sie eine Zahl je Experte, bei acht Experten also acht Zahlen.
- Die besten k bleiben. Alle übrigen Bewertungen werden auf null gesetzt. Mixtral behält 2, gpt-oss 4, Qwen3-30B-A3B 8, Llama 4 Maverick einen.
- Die Gewichte werden verteilt. Ein Softmax über die verbliebenen Werte macht daraus Anteile, die zusammen eins ergeben, etwa 0,62 und 0,38. DeepSeek-V3 kommt mit einer anderen Formel zum selben Ergebnis.
- Die Gewählten rechnen. Jeder gewählte Experte ist ein vollständiges kleines Feed-Forward-Netz und bekommt dieselbe Zahlenreihe.
- Die Ergebnisse werden zusammengeführt. Jedes Ergebnis wird mit seinem Anteil multipliziert, alles wird addiert und auf den ursprünglichen Zustand aufgeschlagen. Dann folgt die nächste Schicht, und ihr Router wählt neu.
eigene Darstellung nach Jiang u. a. 2024 und dem Bericht zu gpt-oss, Beispielwerte, Stand 03.10.2026
Der Bericht zu gpt-oss (externe Seite, arxiv.org) beschreibt die Schritte zwei bis vier in zwei Sätzen. Dort heißt der Router eine gewöhnliche lineare Projektion, die die Aktivierungen im Residualstrom auf eine Punktzahl je Experte abbildet. Gewichtet wird das Ergebnis jedes Experten mit dem Softmax der Router-Werte, gerechnet allein über die ausgewählten Experten.
Die Ersparnis entsteht in Schritt drei. Ein Experte mit dem Gewicht null liefert zur Summe nichts und muss deshalb gar nicht erst rechnen. Das stand schon 2017 als Gleichung in der Arbeit von Noam Shazeer und Kollegen, die die Bauform für große Sprachmodelle eingeführt hat: Wo die Auswahl null ergibt, entfällt die Rechnung (externe Seite, arxiv.org).
Die zwei Zahlen lassen sich nachrechnen
Mixtral veröffentlicht seine Bauzeichnung als Tabelle: 32 Schichten, eine Zahlenreihe mit 4096 Werten, Experten mit 14.336 Zwischenwerten, 8 Experten, 2 davon aktiv. Daraus lassen sich beide Zahlen der Modellkarte herleiten. Die Rechnung ist eine eigene, und sie macht zwei Annahmen. Jeder Experte besteht aus drei Matrizen, so ist der dort verwendete SwiGLU-Block gebaut. Ein- und Ausgabe haben getrennte Einbettungen. Kleinteile wie Normierungen und der Router selbst fallen unter die Rundung.
| Bauteil | Rechnung | Parameter |
|---|---|---|
| ein Experte | 3 × 4096 × 14.336 | 176 Millionen |
| alle Experten | 176 Millionen × 8 × 32 Schichten | 45,1 Milliarden |
| Attention | 4096 × (4096 + 1024 + 1024 + 4096) × 32 Schichten | 1,3 Milliarden |
| Einbettungen | 2 × 32.000 × 4096 | 0,3 Milliarden |
| gesamt | 46,7 Milliarden | |
| aktiv je Token | 2 statt 8 Experten, Rest gleich | 12,9 Milliarden |
Die Arbeit nennt 47 Milliarden und 13 Milliarden aktive Parameter (externe Seite, arxiv.org). Der Unterschied zwischen beiden Zahlen besteht also aus den sechs Experten je Schicht, die für ein Token ruhen.
Feinkörnige und geteilte Experten
Neuere Modelle nehmen mehr und kleinere Experten. Qwen3-30B-A3B hat in jeder seiner 48 Schichten 128 Experten und wählt 8, Kimi K3 hat 896 und wählt 16. Den Grund hat DeepSeek 2024 vorgerechnet: Bei 16 Experten mit zwei aktiven gibt es 120 mögliche Paare, bei 64 kleineren mit acht aktiven über 4,4 Milliarden Kombinationen (externe Seite, arxiv.org). Der Router kann damit feiner zuteilen, bei gleichem Rechenaufwand je Token.
Dieselbe Arbeit führt geteilte Experten ein, die jedes Token durchläuft, ganz ohne Router. Sie sollen das Wissen aufnehmen, das alle brauchen, damit die gerouteten Experten es nicht jeder für sich lernen. DeepSeek-V3 hat je Schicht einen geteilten und 256 geroutete Experten, von denen 8 rechnen. Llama 4 Maverick geht genauso vor: Jedes Token geht an den geteilten Experten und zusätzlich an einen der 128 gerouteten, so die Ankündigung (externe Seite, ai.meta.com).
Eine einheitliche Lehre gibt es hier nicht. Qwen3 hat die geteilten Experten seines Vorgängers wieder abgeschafft, so steht es im technischen Bericht (externe Seite, arxiv.org).
Eine Ausnahme im Bestand dieser Seite wählt die Experten je Anfrage statt je Token: Apples Gerätemodell AFM 3, weil es seine Gewichte aus dem Flash-Speicher nachlädt. Warum das so ist, steht in KI jenseits der Sprachmodelle, Kapitel 10.
Damit die Last verteilt bleibt
Ein Router lernt im Training mit, und er hat eine Neigung, die das Verfahren zerstören kann. Bevorzugt er früh ein paar Experten, werden genau diese besser, bekommen noch mehr Token, und der Rest verkümmert. Der Bericht zu DeepSeek-V3 nennt das Routing-Kollaps. Gegen ihn gibt es vier Mittel.
Ein Strafterm im Training. Seit der Arbeit von 2017 kommt zum eigentlichen Lernziel ein Zusatz, der eine ungleiche Verteilung bestraft. Der Switch Transformer hat ihn 2021 auf eine einfache Form gebracht: Er multipliziert je Experte den Anteil der Token, die er bekommt, mit dem Anteil, den der Router ihm zuteilen wollte. Der Nachteil steht im Bericht zu DeepSeek-V3 (externe Seite, arxiv.org): Ist der Zusatz zu groß, leidet die Leistung des Modells.
Eine feste Kapazität. Jeder Experte nimmt je Rechenschritt nur eine bestimmte Zahl von Token an. GShard (externe Seite, arxiv.org) legte 2020 fest, was mit dem Rest geschieht: Er gilt als übergelaufen.
Ein solches Token übergeht den Experten und wird über die Umgehung unverändert an die nächste Schicht weitergereicht. Der Switch Transformer nennt das dropped tokens (externe Seite, arxiv.org) und gibt den Anteil in seinen Versuchen mit meist unter einem Prozent an.
Ein Ausgleich ohne Strafterm. DeepSeek-V3 addiert für die Auswahl eine Korrekturzahl je Experte. Ist ein Experte überlastet, sinkt sie, ist er unterbeschäftigt, steigt sie. Die Gewichtung der Ergebnisse bleibt davon unberührt, die Korrekturzahl dient allein der Auswahl (externe Seite, arxiv.org).
Eine umgekehrte Wahl. Bei Expert Choice wählen die Experten ihre Token, und jeder bekommt gleich viele. Die Autoren schränken selbst ein, dass das für die Erzeugung Token für Token nicht ohne Weiteres passt (externe Seite, arxiv.org), weil die Auswahl dafür auch spätere Token sehen müsste.
Mit dem Ausgleich über Korrekturzahlen wirft DeepSeek-V3 nach eigener Angabe kein Token mehr weg (externe Seite, arxiv.org), weder im Training noch im Betrieb. Das wird weiter unten bei der Wiederholbarkeit wichtig.
Was die Experten lernen
Der Name legt ein Bild nahe: ein Experte für Medizin, einer für Recht, einer für Programmcode. Die Arbeit zu Mixtral (externe Seite, arxiv.org) hat genau das geprüft, mit Texten aus Biologie, Philosophie, Mathematik und LaTeX-Papieren von arXiv. Zur eigenen Überraschung fanden die Autoren kein deutliches Muster, nach dem die Experten je Thema zugeteilt würden.
Gefunden haben die Autoren Muster in der Form. Einrückungen im Programmcode landen immer bei denselben Experten, und aufeinanderfolgende Token bekommen oft dieselben. Die Bildunterschrift zur Auswertung (externe Seite, arxiv.org) fasst es zusammen: Die Auswahl der Experten folgt eher dem Satzbau als dem Fachgebiet, besonders in den ersten und den letzten Schichten.
Die Arbeit zu ST-MoE fand 2022 Experten, die sich vor allem um Satzzeichen, Verben oder Eigennamen kümmern, und zwar im ersten Teil ihres Modells, der den Eingabetext liest. Diese Beispiele haben die Autoren nach eigener Angabe aus vielen Experten ohne erkennbares Muster (externe Seite, arxiv.org) herausgesucht. Für den zweiten Teil, der den Text erzeugt, fanden sie keine nennenswerte Spezialisierung, weder nach Bedeutung noch nach Satzbau.
Mehr Spezialisierung zeigt OLMoE, ein vollständig offengelegtes Modell von 2024. Dort kümmert sich in der ersten Schicht ein Experte fast ausschließlich um Texte von arXiv. Ein anderer bekommt vor allem Zeichen außerhalb des lateinischen Alphabets, etwa kyrillische Buchstaben. Die Autoren vermuten, dass Mixtral weniger spezialisiert ist, weil es aus einem fertigen dichten Modell hochgezogen wurde. Das ist ausdrücklich eine Vermutung (externe Seite, arxiv.org).
Belegt ist damit eine Arbeitsteilung, die das Training nach eigenen Maßstäben findet. Sie richtet sich nach Schrift, Satzbau, Datenquelle und Wortschatz. Wer ein MoE-Modell nutzt, kann daraus nichts ableiten, etwa dass eine medizinische Frage einen medizinischen Experten weckt.
Der Speicher richtet sich nach der Gesamtzahl
Welche Experten ein Token braucht, steht erst fest, wenn der Router der jeweiligen Schicht gerechnet hat. Also müssen alle bereitliegen, und der Arbeitsspeicher muss das ganze Modell fassen. Die Arbeit zu Mixtral (externe Seite, arxiv.org) sagt es direkt: Der Speicherbedarf im Betrieb wächst mit der Gesamtzahl der Parameter, einschließlich aller Experten.
OLMoE beschreibt dieselbe Lage für ein kleineres Modell: rechnen wie ein dichtes Modell mit einer Milliarde Parameter, und dabei Speicher für alle sieben Milliarden (externe Seite, arxiv.org). Was das bei Kimi K3 mit 1,56 Terabyte heißt, rechnet der Beitrag Was offene Gewichte wert sind, wenn sie 1,56 Terabyte wiegen vor.
Den Speicher drückt vor allem die Quantisierung, und bei MoE lohnt sie doppelt, weil fast alle Gewichte in den Experten stecken. OpenAI speichert bei gpt-oss genau diesen Teil mit 4,25 Bit je Parameter. Damit passt das größere Modell nach dem Bericht (externe Seite, arxiv.org) auf eine einzelne Grafikkarte mit 80 Gigabyte, und das kleinere läuft schon auf Systemen mit 16 Gigabyte Speicher.
Das Tempo richtet sich nach der aktiven Zahl
Beim Erzeugen einer Antwort entsteht ein Token nach dem anderen, und für jedes müssen die beteiligten Gewichte einmal durch den Arbeitsspeicher. Apple (externe Seite, machinelearning.apple.com) beschreibt das für seine Rechner so: Wie schnell die Folgetoken entstehen, begrenzt die Speicherbandbreite.
Daraus folgt eine einfache Rechnung, und sie ist eine eigene. Ein dichtes Modell mit 30 Milliarden Parametern in vier Bit liest je Token rund 15 Gigabyte. Qwen3-30B-A3B ist gleich groß und rechnet je Token mit 3,3 Milliarden aktiven Parametern (externe Seite, huggingface.co). In vier Bit sind das rund 1,7 Gigabyte, also etwa ein Neuntel. Bei gleicher Speicherbandbreite lässt das grob die neunfache Zahl an Token je Sekunde erwarten. Die Rechnung lässt den Speicher für den Gesprächsverlauf, die Attention-Rechnung und die Verwaltung weg. Wie groß der Speicher für den Gesprächsverlauf wird und wie viel davon je Token gelesen wird, rechnet Nutzung und Anpassung von LLMs, Kapitel 04 vor und misst ihn.
Gemessen wurde auf einem eigenen Rechner am 17.08.2026 ein Faktor 6,4 in der Antwortzeit. Verglichen wurden ein dichtes Modell mit 27,78 Milliarden Parametern und Gemma 4 26B-A4B mit 3,8 Milliarden aktiven (externe Seite, ai.google.dev), bei praktisch gleicher Dateigröße. Aufbau und Streuung stehen im Bericht Elf Wege, ein lokales Modell schneller zu machen, die Gründe für den Engpass in Beurteilen und Einordnen, Kapitel 05. Apple nennt als Beispiel ein MacBook Pro mit 24 Gigabyte, das ein MoE-Modell mit 30 Milliarden Parametern in vier Bit (externe Seite, machinelearning.apple.com) aufnimmt.
Die Bedingung dafür ist, dass das ganze Modell im schnellen Speicher liegt. Auf einem Mac mit gemeinsamem Arbeitsspeicher für Prozessor und Grafikeinheit ist das der Normalfall, solange das Modell hineinpasst.
Experten auf den Prozessor auslagern
Auf einem PC mit eigener Grafikkarte ist der schnelle Speicher knapp. Dort hilft eine zweite Folge der Bauform: Die Experten sind groß, rechnen aber je Token wenig. Seit April 2025 kann llama.cpp einzelne Gewichtsgruppen an einen anderen Speicherort legen, und die Beschreibung der Änderung (externe Seite, github.com) nennt als Beispiel genau diesen Fall: die Experten eines MoE-Modells im Hauptspeicher beim Prozessor halten und den Rest auf die Grafikkarte legen.
Seit August 2025 gibt es dafür zwei eigene Schalter. --cpu-moe legt alle Experten
in den Hauptspeicher, --n-cpu-moe N nur die der
ersten N Schichten (externe Seite, github.com). Attention und
Gesprächsspeicher bleiben auf der Grafikkarte. LM Studio bietet dasselbe als
Häkchen an und schreibt den Vorbehalt (externe Seite, lmstudio.ai) gleich
dazu: Besser fährt, wer auch die Experten auf der Grafikkarte lässt.
Das gilt, wenn das ganze Modell auf die Grafikkarte passt. Auslagern ist der Ausweg für ein Modell, das sonst gar nicht liefe.
Im Rechenzentrum reist jedes Token
Ein großes MoE-Modell passt auf keine einzelne Karte. Im Betrieb liegen die Experten deshalb auf viele Grafikkarten verteilt. Jedes Token wird nach dem Router an die Karten seiner Experten geschickt und danach zurück. Das heißt Expert Parallelism. GShard hat den Aufwand dafür 2020 gemessen: Bei 2048 statt 128 Experten stieg der Anteil dieses Verkehrs an der Rechenzeit von 16 auf 36 Prozent (externe Seite, arxiv.org).
DeepSeek-V3 hält den Verkehr klein, indem jedes Token höchstens vier Rechner erreicht. Für das Erzeugen von Antworten beschreibt der Bericht (externe Seite, arxiv.org) als kleinste Einheit 40 Rechner mit zusammen 320 Grafikkarten.
Jede Karte hält dort einen Experten. Manche Experten sind mehr gefragt als andere, deshalb laufen die meistgefragten in Kopien auf weiteren Karten. Welche das sind, wird aus der Betriebsstatistik regelmäßig neu bestimmt, im Bericht als Beispiel alle zehn Minuten. Die Dokumentation des verbreiteten Inferenzservers vLLM nennt den Grund: In der Praxis kann die Verteilung der Token (externe Seite, docs.vllm.ai) auf die Experten stark ungleich ausfallen.
Zwei Folgen ergeben sich daraus. Ein Anbieter mit vielen gleichzeitigen Anfragen lastet jeden Experten aus, und je Token rechnet nur der aktive Teil. Die Arbeit zu Mixtral nennt die Bauform deshalb besser geeignet für gebündelte Anfragen (externe Seite, arxiv.org). Wer ein solches Modell dagegen selbst betreiben will, braucht die ganze Einheit, und DeepSeek schreibt selbst, das könne für kleine Teams eine Last sein (externe Seite, arxiv.org).
Für das Training von V3 gibt DeepSeek 2,788 Millionen Stunden auf Grafikkarten an, gemeint ist der Hauptlauf. Ausdrücklich nicht enthalten sind die Vorarbeiten und Versuche davor (externe Seite, arxiv.org).
Wiederholbarkeit hängt am Verfahren
Wer dieselbe Frage zweimal stellt, bekommt bei vielen Diensten auch bei Temperatur null nicht zweimal dieselbe Antwort. Für MoE gibt es dafür einen eigenen, belegten Mechanismus, und er hängt an der festen Kapazität aus dem Abschnitt oben. Teilen sich Token verschiedener Anfragen einen Rechenschritt, konkurrieren sie um die Plätze bei den Experten. Die Arbeit zu Soft MoE (externe Seite, arxiv.org) zieht 2023 daraus den Schluss: Das Modell ist dann für eine einzelne Folge nicht mehr deterministisch, nur noch für den ganzen Stapel.
Die eigene Antwort hängt dann also davon ab, wer gleichzeitig fragt. Bei Verfahren ohne Kapazitätsgrenze, wie dem von DeepSeek-V3, entfällt dieser Weg.
Für die Abweichungen, die man bei Diensten heute beobachtet, gibt es eine zweite Erklärung, und sie gilt für jedes Modell. Thinking Machines hat 2025 gezeigt, dass schon die Rechenreihenfolge der Grafikkarte von der Größe des Stapels abhängt, in dem eine Anfrage mitläuft. Das Testmodell war ein MoE-Modell, der Befund betrifft aber die Rechenroutinen darunter, und die Untersuchung (externe Seite, thinkingmachines.ai) erwähnt MoE kein einziges Mal. Was Temperatur null zusichert, steht in Grundkurs, Kapitel 12.
Training und Feinabstimmung sind heikler
Der Switch Transformer (externe Seite, arxiv.org) hat 2021 aufgezählt, warum sich die Bauform lange nicht durchgesetzt hat: Komplexität, Kommunikationskosten und ein instabiles Training.
Die Instabilität ist seither mit kleinen Zusätzen beherrschbar geworden, etwa mit dem Router-z-Loss (externe Seite, arxiv.org) von 2022. Beim Nachtrainieren auf kleinen Datensätzen bleibt ein Hang zur Überanpassung, und die Autoren von ST-MoE belegen ihn mit Versuchen (externe Seite, arxiv.org): Dünn besetzte Modelle neigen zur Überanpassung.
Ein Ausweg beim Bau ist das sogenannte Upcycling. Ein fertiges dichtes Modell wird kopiert, sein Feed-Forward-Teil wird zu mehreren Experten vervielfältigt, und das Training läuft von dort weiter. In der Arbeit von 2022 (externe Seite, arxiv.org) kostete das zusätzlich rund die Hälfte dessen, was das dichte Ausgangsmodell gekostet hatte, und das Ergebnis war besser als das Ausgangsmodell. OLMoE hat 2024 dagegengehalten: Ab etwa 600 Milliarden Trainingstoken überholt ein von Grund auf trainiertes MoE das hochgezogene (externe Seite, arxiv.org).
Die Parameterzahl taugt nicht mehr zum Vergleich
Zwei Modelle mit 30 Milliarden Parametern können sich um eine Größenordnung im Tempo unterscheiden, und ein MoE-Modell mit großer Gesamtzahl kann einem kleineren dichten unterliegen. Mixtral wurde 2024 gegen das dichte Llama 2 mit 70 Milliarden Parametern gemessen. Nach der Arbeit zu Mixtral (externe Seite, arxiv.org), dem Bericht des Herstellers Mistral AI, gewinnt Mixtral alle Tests außer denen zum Leseverständnis, mit einem Fünftel der aktiven Parameter. OLMoE mit sieben Milliarden Parametern gesamt schlägt Llama2-7B und liegt hinter Llama3.1-8B (externe Seite, arxiv.org), bei einem Sechstel bis Siebtel des Rechenaufwands je Token. Beide Vergleiche hängen an Trainingsdaten und Aufbau, und die Autoren von OLMoE schreiben ihren Vorsprung zum Teil genau diesen zu.
Ob sich die Bauform mit wachsender Größe weiter lohnt, war lange offen. Eine Arbeit von DeepMind sagte 2022 abnehmenden Nutzen (externe Seite, arxiv.org) voraus, bei fester Trainingsdauer. Eine Arbeit von 2024 hob diese Annahme auf und fand das Gegenteil, eine wachsende Lücke zugunsten von MoE (externe Seite, arxiv.org). 2025 folgte eine Rechnung, nach der MoE auch dann die bessere Wahl sein kann, wenn der Speicher der Engpass ist (externe Seite, arxiv.org). Gemessen ist das allerdings an Modellen bis 2,7 Milliarden aktiver Parameter.
Für die Auswahl heißt das: Eine Parameterzahl beantwortet bei MoE-Modellen nur die Frage nach dem Speicher. Über die Qualität entscheiden Messungen an der eigenen Aufgabe, und darum geht es in Grundkurs, Kapitel 10.
Woher die Idee kommt
Die Grundform ist alt. 1991 beschrieben Robert Jacobs, Michael Jordan, Steven Nowlan und Geoffrey Hinton mehrere Netze mit einem vorgeschalteten Auswahlnetz (externe Seite, cs.toronto.edu), das für jeden Trainingsfall entscheidet, welches Netz zuständig ist.
Der Schritt zu großen Modellen kam 2017. Shazeer und Kollegen setzten Tausende Experten zwischen die Schichten eines Sprachmodells, das noch kein Transformer war. Die Arbeit (externe Seite, arxiv.org) meldet eine mehr als tausendfache Kapazität bei nur geringen Einbußen in der Recheneffizienz.
Danach folgten 2020 GShard mit über 600 Milliarden Parametern für die Übersetzung und 2021 der Switch Transformer, der mit nur einem Experten je Token auskam. Er erreichte die Qualität eines dichten Vergleichsmodells in einem Siebtel der Trainingszeit (externe Seite, arxiv.org). Die Arbeit zu Mixtral erschien im Januar 2024. Sie beschreibt ein Modell dieser Bauform, dessen Gewichte unter der Apache-2.0-Lizenz frei herunterzuladen sind.
Bei den geschlossenen Modellen ist die Lage gemischt. Google beschreibt Gemini 1.5 Pro im technischen Bericht (externe Seite, arxiv.org) als MoE-Modell, ebenso die Familie Gemini 2.5 (externe Seite, arxiv.org). OpenAI hat zu GPT-4 im eigenen Bericht keine Angaben zur Architektur (externe Seite, arxiv.org) gemacht. Belegt ist die Bauform bei OpenAI für gpt-oss.
Die Modelle im Überblick
Alle Angaben stammen aus der Karte oder dem Bericht des Herstellers. „Geteilt“ zählt die Experten, die jedes Token ohne Router durchläuft.
| Modell | Parameter gesamt | aktiv je Token | Experten je Schicht | davon gewählt | geteilt |
|---|---|---|---|---|---|
| Mixtral 8x7B (externe Seite, arxiv.org) | 47 Mrd. | 13 Mrd. | 8 | 2 | keiner |
| DeepSeek-V3 (externe Seite, arxiv.org) | 671 Mrd. | 37 Mrd. | 256 | 8 | 1 |
| Qwen3-30B-A3B (externe Seite, huggingface.co) | 30,5 Mrd. | 3,3 Mrd. | 128 | 8 | keiner |
| Llama 4 Maverick (externe Seite, ai.meta.com) | 400 Mrd. | 17 Mrd. | 128 | 1 | 1 |
| gpt-oss-120b (externe Seite, arxiv.org) | 116,8 Mrd. | 5,1 Mrd. | 128 | 4 | nicht genannt |
| Kimi K2 (externe Seite, arxiv.org) | 1,04 Bio. | 32 Mrd. | 384 | 8 | 1 |
| Gemma 4 26B A4B (externe Seite, ai.google.dev) | 25,2 Mrd. | 3,8 Mrd. | 128 | 8 | 1 |
| Kimi K3 (externe Seite, huggingface.co) | 2,8 Bio. | 104 Mrd. | 896 | 16 | nicht genannt |
Der aktive Anteil reicht in dieser Tabelle von gut einem Viertel bei Mixtral bis zu rund drei Prozent bei Kimi K2. Seit Mixtral sind die Experten zahlreicher und kleiner geworden. Gewählt werden zwischen einem und 16 Experten, in sieben von acht Zeilen aus 128 oder mehr.
Quellen
31 Einträge, davon 3 Schlüsselarbeitenalle erreichbar
Erreichbarkeit automatisch geprüft
SchlüsselarbeitOriginalarbeiterreichbar
Jiang u. a.: Mixtral of Experts (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Mistral AI vom 08.01.2024 zu Mixtral 8x7B, einem Modell mit offenen Gewichten unter Apache 2.0. Je Schicht wählt ein Router zwei von acht Experten, das Modell hat 47 Milliarden Parameter, davon 13 Milliarden aktiv. Die Arbeit enthält eine Auswertung, nach welchen Mustern die Experten gewählt werden.
SchlüsselarbeitOriginalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit vom 23.01.2017, die Mixture of Experts für große Sprachmodelle einführt. Eine Schicht aus bis zu Tausenden Experten sitzt zwischen den Schichten eines LSTM-Modells, ein lernendes Auswahlnetz wählt je Eingabe wenige davon aus. Die größte Fassung hat 137 Milliarden Parameter in dieser Schicht.
SchlüsselarbeitOriginalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google, zuerst am 11.01.2021, hier in der dritten Fassung vom 16.06.2022, die im Journal of Machine Learning Research erschien. Sie schickt jedes Token an nur einen Experten, vereinfacht den Ausgleich der Last auf eine Formel und erreicht die Qualität eines dichten Vergleichsmodells in einem Siebtel der Trainingszeit.
Originalarbeiterreichbar
OpenAI: gpt-oss-120b & gpt-oss-20b Model Card (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Modellkarte zu gpt-oss in der Fassung auf arXiv vom 08.08.2025, datiert auf den 05.08.2025. Sie beschreibt den Aufbau: 128 beziehungsweise 32 Experten je Schicht, vier davon je Token, und die Speicherung der Expertengewichte mit 4,25 Bit. Tabelle 1 zerlegt die Parameter nach Bauteilen.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google vom 30.06.2020, die Mixture of Experts in den Transformer bringt: Jede zweite Feed-Forward-Schicht wird zur MoE-Schicht mit zwei aktiven Experten, das Übersetzungsmodell hat über 600 Milliarden Parameter. Sie führt die feste Kapazität je Experte ein und misst den Aufwand für die Verteilung der Token auf die Geräte.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google vom 17.02.2022, hier in der zweiten Fassung vom 29.04.2022. Sie macht das Training großer MoE-Modelle mit einem Zusatzterm für den Router stabil, untersucht die Überanpassung beim Feinabstimmen und wertet aus, worauf sich einzelne Experten spezialisieren.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von DeepSeek vom 11.01.2024, die feinkörnige Experten und geteilte Experten einführt. Ein Experte wird in mehrere kleinere zerlegt, damit der Router feiner zuteilen kann. Geteilte Experten durchläuft jedes Token, sie sollen gemeinsames Wissen aufnehmen.
Originalarbeiterreichbar
DeepSeek-V3 Technical Report (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht zu DeepSeek-V3 vom 27.12.2024, hier in der Fassung vom 18.02.2025. Er beschreibt ein MoE-Modell mit 671 Milliarden Parametern, davon 37 Milliarden je Token aktiv, mit 256 gerouteten und einem geteilten Experten je Schicht und einem Lastausgleich ohne Strafterm. Dazu kommen der Betrieb auf Einheiten von 32 und 320 Grafikkarten und die Vorhersage mehrerer Token über eigene Ausgabeköpfe (MTP-Module), die sich bei der Inferenz für das Speculative Decoding wiederverwenden lassen.
Originalarbeiterreichbar
Muennighoff u. a.: OLMoE, Open Mixture-of-Experts Language Models (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit des Allen Institute for AI vom 03.09.2024 zu OLMoE-1B-7B, einem MoE-Modell mit offenen Gewichten, Daten und Trainingscode. Sie wertet aus, worauf sich die Experten spezialisieren, und vergleicht ein hochgezogenes mit einem von Grund auf trainierten MoE.
Originalarbeiterreichbar
Puigcerver u. a.: From Sparse to Soft Mixtures of Experts (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google DeepMind vom 02.08.2023, hier in der zweiten Fassung. Sie benennt eine Folge der festen Kapazität je Experte: Token verschiedener Eingaben konkurrieren um die Plätze, und die Ausgabe einer Eingabe hängt dann von den anderen im selben Stapel ab. Das gilt für Verfahren mit Kapazitätsgrenze.
Dokumentationerreichbar
Qwen3-30B-A3B, Modellkarte (externe Seite, huggingface.co)
huggingface.cogeprüft 25.10.2026
Die Modellkarte von Alibaba zu Qwen3-30B-A3B, angelegt am 27.04.2025. Sie nennt 30,5 Milliarden Parameter gesamt und 3,3 Milliarden aktive, 48 Schichten und 128 Experten, von denen 8 je Token rechnen.
Originalarbeiterreichbar
Qwen3 Technical Report (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht zur Qwen3-Reihe vom 14.05.2025. Er beschreibt die dichten und die MoE-Modelle der Reihe und hält fest, dass die MoE-Modelle anders als ihr Vorgänger ohne geteilte Experten auskommen.
Ankündigung des Herstellerserreichbar
Meta: The Llama 4 herd (externe Seite, ai.meta.com)
ai.meta.comgeprüft 25.10.2026
Metas Ankündigung von Llama 4 vom 05.04.2025. Für Llama 4 Maverick nennt sie 400 Milliarden Parameter gesamt und 17 Milliarden aktive, 128 geroutete Experten und einen geteilten, dazu den Wechsel zwischen dichten und MoE-Schichten. Für Llama 4 Scout nennt sie 16 Experten und 109 Milliarden Parameter gesamt.
Originalarbeiterreichbar
Kimi K2: Open Agentic Intelligence (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht von Moonshot AI zu Kimi K2, zuerst am 28.07.2025. Er beschreibt ein MoE-Modell mit 1,04 Billionen Parametern und 32 Milliarden aktiven, 384 Experten, von denen 8 je Token rechnen. Eine Vergleichstabelle mit DeepSeek-V3 nennt einen geteilten Experten und 32,6 Milliarden aktive Parameter.
Originalarbeiterreichbar
Kimi K3, Modellkarte auf Hugging Face (externe Seite, huggingface.co)
huggingface.cogeprüft 25.10.2026
Die Modellkarte zum offenen Modell Kimi K3 von Moonshot AI, veröffentlicht am 27.07.2026. Nennt den Aufbau (Mixture of Experts, 2,8 Billionen Parameter gesamt, 104 Milliarden je Token aktiv), Kontextfenster, Quantisierung und die vollständige Auswertungstabelle gegen die geschlossenen Spitzenmodelle. Die Gewichte liegen im selben Verzeichnis, 96 Dateien mit zusammen 1,56 Terabyte.
Dokumentationerreichbar
Gemma 4 model card (externe Seite, ai.google.dev)
ai.google.devgeprüft 25.10.2026
Googles eigene Karte zur Gemma-4-Familie, auf die das Kartenverzeichnis von Google DeepMind verweist. Für das Modell 26B A4B nennt sie 25,2 Milliarden Parameter insgesamt und 3,8 Milliarden aktive, 8 von 128 Experten plus einen geteilten, 256K Token Kontext, Text und Bild als Eingabe und Apache 2.0 als Lizenz. Das Trainingsmaterial reicht nach eigener Angabe bis Januar 2025.
Artikelerreichbar
machinelearning.apple.comgeprüft 25.10.2026
Ein Beitrag von Apples Forschungsabteilung vom 19.11.2025 über Sprachmodelle auf Apple-Rechnern mit MLX. Er hält fest, dass die Erzeugung jedes weiteren Tokens durch die Speicherbandbreite begrenzt ist, und misst unter anderem ein MoE-Modell mit 30 Milliarden Parametern und 3 Milliarden aktiven.
Dokumentationerreichbar
llama.cpp, Pull Request 11397: --override-tensor (externe Seite, github.com)
github.comgeprüft 25.10.2026
Die Änderung an llama.cpp, eingereicht am 24.01.2025 und übernommen am 02.04.2025, mit der sich einzelne Gewichtsgruppen auf einen anderen Speicher legen lassen. Als Beispiel nennt sie, die Experten eines MoE-Modells im Hauptspeicher zu halten und den Rest auf die Grafikkarte zu legen.
Dokumentationerreichbar
llama.cpp, Pull Request 15077: --n-cpu-moe (externe Seite, github.com)
github.comgeprüft 25.10.2026
Die Änderung an llama.cpp, übernommen am 04.08.2025, die zwei eigene Schalter für MoE-Modelle beschreibt: --cpu-moe für alle Expertengewichte im Hauptspeicher, --n-cpu-moe für die der ersten N Schichten.
Ankündigung des Herstellerserreichbar
LM Studio 0.3.23 (externe Seite, lmstudio.ai)
lmstudio.aigeprüft 25.10.2026
Die Versionshinweise zu LM Studio 0.3.23 vom 12.08.2025. Sie führen eine Einstellung ein, mit der die Expertengewichte eines MoE-Modells im Hauptspeicher bleiben, und empfehlen sie nur, wenn das Modell nicht ganz auf die Grafikkarte passt.
Dokumentationerreichbar
vLLM: Expert Parallel Deployment (externe Seite, docs.vllm.ai)
docs.vllm.aigeprüft 25.10.2026
Die Dokumentation des Inferenzservers vLLM zum Betrieb von MoE-Modellen mit Expert Parallelism, also mit Experten auf mehreren Grafikkarten. Sie beschreibt die ungleiche Last der Experten und den Ausgleich über zusätzliche Kopien gefragter Experten.
Artikelerreichbar
Defeating Nondeterminism in LLM Inference (externe Seite, thinkingmachines.ai)
thinkingmachines.aigeprüft 25.10.2026
Die Untersuchung, die den verbreiteten Verdacht ausräumt, die Parallelität der Grafikkarte mische die Rechenreihenfolge auf. Der einzelne Rechenschritt ist wiederholbar, der Unterschied entsteht eine Ebene höher: Ein Schritt liefert je nach Größe des Stapels, in dem er mitläuft, leicht verschiedene Zahlen, und die Stapelgröße hängt an den fremden Anfragen im selben Moment. Gemessen an einem offenen Modell bei Temperatur 0 und tausend Token je Antwort: achtzig verschiedene Ergebnisse aus tausend Läufen, alle gleich bis zum 102. Token. Zu lesen ist der Text mit einer Einschränkung, die er selbst nennt: Die Lösung, mit der danach alle tausend Läufe gleich ausfallen, stammt von denselben Autoren.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google vom 09.12.2022, erschienen zur ICLR 2023. Sie macht aus einem fertigen dichten Modell ein MoE-Modell, indem sie den Feed-Forward-Teil zu Experten vervielfältigt und weitertrainiert. Der zusätzliche Aufwand liegt bei rund der Hälfte des ursprünglichen Trainings.
Originalarbeiterreichbar
Clark u. a.: Unified Scaling Laws for Routed Language Models (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von DeepMind vom 02.02.2022, die Skalierungsgesetze für Modelle mit Routing aufstellt. Sie sagt einen abnehmenden Nutzen des Routings bei wachsender Modellgröße voraus. Alle Modelle wurden dafür gleich lange trainiert, mit 130 Milliarden Token.
Originalarbeiterreichbar
Krajewski u. a.: Scaling Laws for Fine-Grained Mixture of Experts (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit vom 12.02.2024, die Skalierungsgesetze für feinkörnige Experten aufstellt und die Trainingsdauer mitwachsen lässt. Sie findet eine wachsende Lücke zugunsten von MoE und widerspricht damit ausdrücklich der Vorhersage von Clark u. a. 2022.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit vom 07.02.2025, die dichte und MoE-Modelle bei gleichem Speicher vergleicht. Sie kommt zu dem Schluss, dass MoE auch bei knappem Speicher oft die bessere Wahl ist. Gemessen wurde an Modellen bis 2,7 Milliarden aktiver und 5 Milliarden gesamter Parameter.
Originalarbeiterreichbar
Zhou u. a.: Mixture-of-Experts with Expert Choice Routing (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von Google vom 18.02.2022, hier in der Fassung vom 14.10.2022 zur NeurIPS 2022. Sie dreht die Wahl um: Die Experten wählen ihre Token, jeder bekommt gleich viele. Für die Erzeugung von Text Token für Token passt das nach Angabe der Autoren nicht ohne Weiteres.
Originalarbeiterreichbar
Jacobs, Jordan, Nowlan, Hinton: Adaptive Mixtures of Local Experts (externe Seite, cs.toronto.edu)
cs.toronto.edugeprüft 25.10.2026
Die Arbeit von 1991 in Neural Computation, die mehrere Teilnetze mit einem vorgeschalteten Auswahlnetz verbindet. Das Auswahlnetz entscheidet für jeden Trainingsfall, welches Teilnetz zuständig ist. Sie ist die Grundform, auf die sich die heutigen Mixture-of-Experts-Modelle berufen.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht von Google zu Gemini 1.5, zuerst am 08.03.2024, hier in der Fassung vom 16.12.2024. Er beschreibt Gemini 1.5 Pro als MoE-Modell. Für Gemini 1.5 Flash fehlt diese Angabe, eine Parameterzahl nennt der Bericht für keines der Modelle.
Originalarbeiterreichbar
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht von Google zur Familie Gemini 2.5, zuerst am 07.07.2025. Er beschreibt alle Modelle der Familie als MoE-Modelle und erklärt die Bauform in einem Satz. Zahlen zu Parametern oder Experten nennt er nicht.
Originalarbeiterreichbar
OpenAI, GPT-4 Technical Report (externe Seite, arxiv.org)
arxiv.orggeprüft 25.10.2026
Der technische Bericht zu GPT-4. Abbildung 8 zeigt die Kalibrierung an Auswahlfragen aus MMLU, gemessen an der Wahrscheinlichkeit der Antwortbuchstaben: gut beim vortrainierten Modell, deutlich schlechter nach dem Nachtraining.