System Design · Modul 7: KI-Systeme entwerfen

Lektion 4 von 4Übung 14 Min.

Kosten, Latenz und Evaluierung

Lernziele
  • Kosten von KI-Funktionen pro Anfrage und pro Monat abschätzen
  • Latenz aus Zeit bis zum ersten Token und Ausgabelänge verstehen
  • Hebel wie Modellwahl, Caching und Routing gezielt einsetzen
  • Qualität mit Evals messen und Regressionen vor dem Rollout erkennen

Eine KI-Funktion im Prototyp zum Laufen zu bringen, ist heute leicht. Sie im Betrieb bezahlbar, schnell und verlässlich gut zu halten, ist die eigentliche Arbeit. Drei Größen stehen dabei in ständiger Spannung: Kosten, Geschwindigkeit und Qualität. Ein größeres Modell liefert oft bessere Antworten, ist aber teurer und langsamer. Mehr Kontext verbessert manche Antworten, kostet aber mehr Token und Zeit. Wer diese Zusammenhänge versteht und misst, kann gezielt entscheiden. Wer es nicht tut, zahlt entweder zu viel oder liefert schlechtere Qualität, als möglich wäre – oft ohne es zu merken.

1. Wie Kosten entstehen

Definition 4.1
Token
Die Einheit, in der Sprachmodelle Text verarbeiten und abrechnen – im Deutschen grob drei Viertel eines Wortes. Abgerechnet werden Eingabe-Token (der gesamte Kontext) und Ausgabe-Token (die erzeugte Antwort), wobei Ausgabe-Token meist ein Vielfaches kosten.

Die Kosten einer Anfrage ergeben sich aus der Zahl der Eingabe- und Ausgabe-Token multipliziert mit den Preisen des Modells. Weil bei RAG und Agenten der Kontext oft Tausende Token umfasst, dominiert häufig die Eingabe. Und weil Agenten mehrere Aufrufe nacheinander machen, vervielfachen sich die Kosten pro Vorgang. Spielen Sie mit dem Rechner:

RechnerKosten und Antwortzeit je Modell

1.620

pro Monat

5,0 s

bis fertig

Qualität im eigenen Test

Beispielpreise in US-Dollar je Million Token, vereinfacht und gerundet – keine Angebote einzelner Anbieter.

1,80 Cent pro Anfrage · 1.620 € im Monat · erste Wörter nach 0,6 s, fertig nach 5,0 s · Qualität im Test: 86 %.

Das Ergebnis überrascht viele: Zwischen kleinem und großem Modell liegen oft Faktoren von fünfzig und mehr – bei einem Qualitätsunterschied, der für viele Aufgaben kaum ins Gewicht fällt. Deshalb ist die Modellwahl die wirksamste Stellschraube für Kosten. Die zweite ist der Kontext: Jeder Abschnitt, der unnötig mitgeschickt wird, kostet bei jeder einzelnen Anfrage.

2. Latenz verstehen

Die Antwortzeit eines Sprachmodells besteht aus zwei Teilen. Die Zeit bis zum ersten Token hängt vom Modell, der Länge des Kontexts und der Auslastung des Anbieters ab. Die Erzeugungszeit hängt von der Länge der Antwort und der Geschwindigkeit des Modells ab. Für die gefühlte Geschwindigkeit ist die erste Größe entscheidend, denn mit Streaming sieht der Nutzer ab dem ersten Token, dass etwas passiert. Lange Antworten brauchen dagegen einfach Zeit; hier hilft es, das Modell um knappe Antworten zu bitten oder die Ausgabelänge zu begrenzen. Bei Agenten addieren sich die Zeiten aller Schritte, weshalb sie für Anwendungen, in denen Nutzer auf eine Antwort warten, sorgfältig begrenzt werden müssen.

3. Hebel für Kosten und Tempo

Mehrere Techniken senken Kosten und Latenz, oft gleichzeitig:

Tab. 4.1Wirksame Hebel
HebelWirkung
Routing nach Schwierigkeiteinfache Anfragen an kleine Modelle, schwierige an große
Prompt-Cachinggleichbleibende Kontextteile werden deutlich günstiger und schneller
Antwort-Cachehäufige gleiche Fragen ohne Modellaufruf beantworten
Kontext kürzenweniger, aber relevantere Abschnitte; Verlauf zusammenfassen
Ausgabe begrenzenknappe Antworten, strukturierte Formate
Stapelverarbeitungnicht eilige Aufgaben günstiger im Hintergrund

Besonders wirkungsvoll ist das Routing: Ein kleines, schnelles Modell ordnet die Anfrage ein und beantwortet die einfachen Fälle selbst. Nur wenn die Aufgabe es verlangt, wird ein größeres Modell hinzugezogen. In vielen Anwendungen sind die meisten Anfragen einfach, sodass die Kosten deutlich sinken, ohne dass die Qualität leidet.

4. Qualität messen: Evals

Die größte Gefahr bei KI-Anwendungen sind unbemerkte Verschlechterungen. Eine kleine Änderung am Prompt, ein neues Modell oder eine geänderte Wissensbasis kann einige Antworten verbessern und andere verschlechtern. Ohne systematische Messung merkt man das erst, wenn sich Kunden beschweren. Evals sind automatisierte Tests für KI-Funktionen: eine Sammlung typischer Eingaben mit erwarteten Ergebnissen oder Bewertungskriterien, die vor jeder Änderung durchlaufen wird. Probieren Sie einen Vergleich:

TestlaufEvals: Zwei Prompt-Versionen im Vergleich
4/6
Wie lange hat die Werkstatt samstags geöffnet?
Kann ich mein E-Bike im Winter draußen lagern?
Was kostet ein Bremsenservice?
Gibt es Leihräder während der Reparatur?
Welcher Akku passt in mein Modell X2?
Kann ich den Termin online verschieben?
Die aktuelle Version besteht vier von sechs Testfragen. Schalten Sie auf die neue Version um.

Bewertet werden Evals auf drei Arten. Wo es eine eindeutige richtige Antwort gibt, prüft Code direkt, etwa ob die richtige Kategorie gewählt oder ein gültiges JSON erzeugt wurde. Wo Antworten frei formuliert sind, bewertet ein zweites Modell anhand klarer Kriterien, ob die Antwort korrekt, vollständig und durch Quellen gedeckt ist. Und regelmäßig bewerten Menschen eine Stichprobe, um die automatische Bewertung zu kalibrieren. Die Testsammlung wächst mit dem Betrieb: Jeder Fehler, der im Alltag auffällt, wird zu einem neuen Testfall.

Ohne Evals ist jede Änderung an Prompt, Modell oder Wissensbasis ein Blindflug. Bauen Sie früh eine kleine Testsammlung auf, lassen Sie sie vor jedem Rollout laufen, und erweitern Sie sie mit jedem Fehler aus der Praxis.

5. Betrieb im Alltag

Im laufenden Betrieb kommen die Werkzeuge aus dem Modul Zuverlässigkeit und Betrieb zum Einsatz, ergänzt um KI-spezifische Kennzahlen. Überwacht werden Kosten pro Anfrage, pro Funktion und pro Kunde, die Zeit bis zum ersten Token und die Gesamtdauer, die Fehlerquote der Modellaufrufe, der Anteil der Antworten, die von Leitplanken blockiert wurden, und direkte Rückmeldungen der Nutzer, etwa über Daumen nach oben oder unten. Neue Prompt- oder Modellversionen werden wie Code ausgerollt: erst gegen die Evals geprüft, dann für einen kleinen Teil der Nutzer freigeschaltet, dann für alle. Und weil Anbieter ihre Modelle weiterentwickeln, lohnt es sich, die Evals regelmäßig auch mit neuen Modellen laufen zu lassen – oft wird eine Funktion mit einem neueren, kleineren Modell besser und günstiger zugleich.

6. Ein Beispiel

Eine Sprachschule bietet einen KI-Tutor an, der Übungen korrigiert und Fragen zur Grammatik beantwortet. Zum Start nutzt sie ein großes Modell für alles und zahlt nach drei Monaten mehr für KI als für Server und Personal der Technik zusammen. Das Team baut eine Testsammlung mit 200 echten, anonymisierten Schüleranfragen und bewertet sie. Ergebnis: Für die Korrektur einfacher Übungen erreicht ein kleines Modell nahezu dieselbe Qualität. Ein Routing schickt nun einfache Korrekturen an das kleine Modell und nur Erklärungen komplexer Grammatik an das große. Die Systemanweisung wird zwischengespeichert, die Antworten werden knapper formuliert. Die Kosten sinken um rund drei Viertel, die Antwortzeit halbiert sich, und die Qualität bleibt in den Evals stabil. Vor jeder weiteren Änderung läuft die Testsammlung automatisch durch – und hat seitdem zweimal verhindert, dass eine Verschlechterung live ging.

Eine letzte Empfehlung betrifft die Reihenfolge der Arbeit. Viele Teams optimieren zuerst die Kosten, weil diese auf der Rechnung sichtbar sind. Sinnvoller ist es, zuerst die Qualität messbar zu machen: Ohne Evals weiß man nicht, ob ein günstigeres Modell oder ein kürzerer Kontext die Antworten verschlechtert. Mit einer guten Testsammlung dagegen wird jede Optimierung zu einem kontrollierten Experiment, dessen Ergebnis man nach wenigen Minuten kennt.

Quellen und weiterführende Literatur
  1. [1]Huyen, C. (2025): AI Engineering. Sebastopol: O'Reilly, Kap. 3–4 (Evaluation).
  2. [2]Zheng, L. et al. (2023): Judging LLM-as-a-Judge with MT-Bench and Chatbot Arena. NeurIPS.
  3. [3]Chen, L.; Zaharia, M.; Zou, J. (2023): FrugalGPT – How to Use Large Language Models While Reducing Cost and Improving Performance. arXiv:2305.05176.
  4. [4]Anthropic (2026): Pricing; Prompt Caching; Batch Processing. docs.anthropic.com.

Stand: September 2026. Kursmaterial der Klarwerk Akademie. Zahlen zu Latenzen und Kosten sind Größenordnungen zur Orientierung, keine Messwerte.

Abschlussquiz

Drei Fragen – dann ist die Lektion geschafft.

Frage 1 von 3

Was ist oft der wirksamste Hebel für die Kosten?