02 / 07 · Rust · CUDA · NVRTC

synaptix

Нативный движок на Rust для запуска и обучения нейросетей — написанные вручную CUDA-ядра, которые компилируются на лету через NVRTC. Без PyTorch, без libtorch и без Python.

Лицензия: MIT OR Apache-2.0
Платформа: CUDA sm_80+ · запасной путь на CPU
Пакеты: Cargo, из исходников
Статус: Молодой, API нестабилен

Исходники на GitHub

synaptix в работе внутри synthos: ток/с, время префилла и доля промпта из префикс-KV

строк на Rust: ~245k
файла CUDA-ядер, компиляция на лету: 73
тестов: 2 000+
типов блоков ggml работают как есть: 27

Что это

Альтернатива Python-стеку для машинного обучения. Всё — от API тензоров и CUDA-ядер до полных портов моделей, токенизатора, движка инференса со страничным KV-кэшем и стека обучения — написано на Rust.

Работает на любой видеокарте NVIDIA от sm_80 (Ampere): ядра компилируются на лету под конкретную карту, на Blackwell есть родные тензорные пути NVFP4 / MXFP8, на остальных — переносимые ядра. Модели загружаются из однофайловых бандлов .syn или прямо из GGUF. Корректность проверяется побитовым совпадением с эталонами PyTorch и NeMo — построчно, а не по общему косинусному сходству, за которым прячутся локальные ошибки.

Возможности

CUDA-ядра, написанные вручную и компилируемые через NVRTC под compute capability конкретной карты; любая карта от sm_80, родной block-scale mma.sync на Blackwell (sm_120+).
Порты моделей, сверенные с оригиналами: Qwen3 (плотные и MoE), гибриды Qwen3-Next, Qwen4Exp на 125B MoE, Llama, Gemma-3, Gemma-4, Muse Glimmer; FLUX.1, FLUX.2, Qwen-Image 2.1, Qwen-Image-Edit, SDXL; видео LTX-2.3 и MiniMax-H3.
Речь и музыка: Whisper, GigaAM, Sortformer; VoxCPM, OmniVoice, VibeVoice, Audio8-TTS, Supertonic 3, Leokani-tts 7M, F5-TTS Russian, Silero TTS v5; YuE2, SheetSage2, ACE-Step; эмбеддинги BGE-M3 и реранкер.
Silero TTS v5 — все 12 пакетов, перенесены целиком без Python и TorchScript: сеть (длительности, высота тона, FastPitch-подобная акустическая модель с «песочными часами», вокодер Vocos 48 кГц, PQMF для 24 / 8 кГц) и текстовый фронтенд. Во всех пакетах ударения и «ё» для русского ставятся автоматически (пакеты СНГ используют для русских голосов расстановщик из v5_6), омографы решает BERT, числа читаются словами, а английские слова латиницей — по английскому произношению (iPhone → «айф+оун»); интонация вопросов; пакеты СНГ на 20+ языков, в том числе казахский, татарский, башкирский, украинский и узбекский. Последовательности символов и длительности совпадают с оригиналом бит в бит, ударения и омографы — 290 из 290 строк; RTF ≈ 0,01 на процессоре ПК (~23 млн параметров). Лицензии: v5_cis_base / _nostress — MIT, остальные — CC BY-NC 4.0.
F5-TTS Russian — все 8 версий Misha24-10/F5-TTS_RUSSIAN (веса под CC BY-NC 4.0): клонирование голоса по записи до 12 с и её тексту, русский и английский, ударение знаком «+» перед гласной, длинный текст кусками с плавными стыками; совпадает с оригиналом на PyTorch (мел 4e-5, вокодер 2e-5), RTF ≈ 0,1–0,17 на RTX, работает и на процессоре.
Однофайловые бандлы .syn: читаются через mmap без копирования, квантуются при упаковке, точность выбирается для каждой группы слоёв.
SQ1…SQ8 — переносимый блочный формат с энкодером на GPU; GGUF работает напрямую со всеми 27 типами блоков ggml; квантованный бандл можно перекодировать при загрузке под старую карту.
KV-кэш в MXFP8 по умолчанию, страничный KV, декод через CUDA-граф и спекулятивное декодирование.
Эксперты MoE живут в закреплённой памяти хоста и подкачиваются со скоростью ~39 ГБ/с, плюс частичная выгрузка блоков: MoE на 125B работает на карте 24 ГБ, а все семейства моделей проверены на 7 ГБ.
Сессии префикс-KV переживают смену хода у всех архитектур, включая промпты с картинками.
CLI на всё: inspect, convert, quantize, run, chat, bench, imagine, video, music, speak, podcast, transcribe.

Замеры скорости

Модель	Префилл	Декод	Примечание
Gemma-4 26B A4B	10 100 tok/s @ 4k	210 tok/s	CUDA-graph decode captures the MoE
Qwen3.8-27B hybrid	1 450 tok/s @ 3.3k	47 tok/s	MTP speculative decode
Qwen3.8-Flash-Next 125B MoE	1 650 tok/s @ 260k	36 tok/s (4-bit) · 48 tok/s (3-bit)	experts in RAM, 262k context on 24 GB

Декод Gemma-4 вырос с 35 до 210 ток/с, а префилл — с 957 до 10 100 ток/с за неделю работы над ядрами. Диффузия 1024²: SDXL за 30 шагов — 6,5 с (пик 8,8 ГБ), Qwen-Image-Edit-2511 за 40 шагов — 155 с в NVFP4 (пик 13,2 ГБ).

Замерено на ноутбучной RTX 5090 (24 ГБ) с 93 ГБ оперативной памяти, Arch Linux.

Установка

cargo build --release -p synaptix-cli
synaptix convert model.gguf model.syn
synaptix run model.gguf "Explain NVFP4" --max-tokens 256
synaptix bench model.syn --n-tokens 128

Для сборки нужен CUDA toolkit (по nvcc фиксируется версия CUDA); драйвер подгружается динамически при запуске. Эталонные тензоры для побитовых тестов в репозиторий не входят — их генерируют скрипты из scripts/reference/.

Полная инструкция — в README →

Требования и ограничения

CUDA (основной путь) и CPU. Любая карта от sm_80; родной block-scale MMA для NVFP4 / MXFP8 требует Blackwell (sm_120+), на старых картах те же веса идут через ядра с деквантованием.
Проект молодой, автор один: API нестабилен, ломающие изменения будут.
Готов к работе инференс — на нём каждый день работает synthos. В обучении есть рабочий autograd, оптимизаторы и чекпойнты, но модули RLHF, дистилляции и self-play — пока каркас.
Часть каталогов моделей — заглушки; реально работают только модели из списка в README.
Слабые места описаны, а не спрятаны: bf16 GEMM даёт 0,82–1,16× от cuBLAS в зависимости от формы и отстаёт на больших M.

Скриншоты

(открыть в полном размере)
Упаковка бандла .syn: компоненты, вспомогательные файлы и точность для каждой группы слоёв (интерфейс synthos)
(открыть в полном размере)
Граф ACE-Step «текст → музыка» на synaptix (нодовый редактор synthos)
(открыть в полном размере)
Агент проверяет видеопамять, освобождает её и запускает генерацию видео (synthos)

Замерено, а не обещано

Как проверено

Каждая цифра в README измерена на моей машине, а корректность проверяется по эталонным реализациям слой за слоем, а не принимается на веру.

Каждая цифра здесь измерена на моём железе. github.com/VitaminDB/synaptix