大型語言模型的激進後訓練壓縮

Kernekoncepter

提出一種利用層級稀疏度調度器的新穎壓縮方法,可以在保持相對較小的準確性損失的情況下,實現大型語言模型超過70%的高壓縮率。

Resumé

本文提出了一種新的層級稀疏度調度器,用於對大型語言模型(LLM)進行激進的壓縮。

首先,作者分析了之前方法中"按順序逐層剪枝"的假設為何能在選擇性剪枝中取得良好效果。作者發現,這種假設能夠近似地估計所有可能的剪枝掩碼下的權重更新項期望,從而在選擇性剪枝中取得良好的效果。

基於此發現,作者提出了一種基於估計損失的層級稀疏度調度器。具體來說,作者利用逆Hessian矩陣的行來估計每一層的平均剪枝損失,並採用K-means將層級劃分為不同組,從而控制不同層級的稀疏度分佈。這種方法能夠在保持較小準確性損失的情況下,實現超過70%的高壓縮率。

作者在OPT-66B和BLOOM-176B等大型語言模型上進行了實驗,結果顯示該方法優於目前最先進的剪枝技術SparseGPT。此外,該方法還與量化技術兼容,可以進一步壓縮LLM。

Statistik

在OPT-125M上,我們的方法在70%以上的稀疏度下,perplexity為113.39,優於SparseGPT的232.20。
在OPT-6.7B上,我們的方法在70%以上的稀疏度下,perplexity為19.73,優於SparseGPT的20.55。
在OPT-30B上,我們的方法在70%以上的稀疏度下,perplexity為12.98,優於SparseGPT的13.32。
在OPT-66B上,我們的方法在70%以上的稀疏度下,perplexity為11.65,優於SparseGPT的12.44。
在BLOOM-176B上,我們的方法在70%以上的稀疏度下,perplexity為11.02,優於SparseGPT的11.30。

Citater

"我們提出了一種基於層級損失估計的新穎稀疏度調度器,能夠在保持較小準確性損失的情況下,實現大型語言模型超過70%的高壓縮率。"
"我們的方法在OPT-66B和BLOOM-176B等大型語言模型上的實驗結果顯示,優於目前最先進的剪枝技術SparseGPT。"

Vigtigste indsigter udtrukket fra

Aggressive Post-Training Compression on Extremely Large Language Models

by Zining Zhang... kl. arxiv.org 10-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.20094.pdf

Dybere Forespørgsler

如何進一步提高大型語言模型的壓縮率,同時保持更高的準確性?

要進一步提高大型語言模型（LLMs）的壓縮率，同時保持更高的準確性，可以採取以下幾種策略：

層級自適應稀疏性調度：如文中所述，利用層級自適應稀疏性調度器來根據每層的損失估計分配不同的稀疏性水平。這樣可以確保在保持模型性能的同時，最大化壓縮率。

結合量化技術：在壓縮過程中，將權重從FP16量化到INT4等更低位數的表示，這不僅能進一步減少模型大小，還能在一定程度上保持準確性。文中提到的OPTQ和SparseGPT方法都展示了這種結合的有效性。

改進的剪枝算法：開發更高效的剪枝算法，例如基於Hessian矩陣的剪枝方法，能夠在剪枝過程中更好地保留重要權重，從而減少準確性損失。

錯誤估計與調整：通過對剪枝過程中的錯誤進行估計，並根據這些估計動態調整剪枝策略，可以在壓縮率和準確性之間找到更好的平衡。

多階段壓縮：採用多階段的壓縮策略，首先進行粗略的剪枝，然後再進行精細的調整和量化，這樣可以在不同階段針對性地優化模型性能。

除了perplexity,還有哪些其他指標可以用來評估大型語言模型壓縮後的性能?

除了perplexity，還有多種指標可以用來評估大型語言模型壓縮後的性能：

準確率（Accuracy）：在特定任務上（如文本分類或問答系統）的準確率可以直接反映模型的性能。

F1分數：特別是在不平衡數據集上，F1分數能夠更好地評估模型的精確性和召回率。

BLEU分數：在生成任務中，BLEU分數用於評估生成文本與參考文本之間的相似度，適合用於機器翻譯等應用。

ROC-AUC：在二分類任務中，ROC曲線下面積（AUC）可以用來評估模型的分類性能。

推理速度：壓縮後模型的推理速度也是一個重要指標，特別是在實時應用中，推理延遲的降低能顯著提升用戶體驗。

模型大小和內存佔用：壓縮後模型的大小和運行時的內存佔用也是評估其實用性的關鍵指標。

大型語言模型壓縮技術在實際應用中還面臨哪些挑戰,未來如何解決?

大型語言模型壓縮技術在實際應用中面臨多種挑戰，包括：

準確性損失：在進行激進的壓縮時，模型的準確性往往會受到影響。未來可以通過改進的剪枝和量化算法來減少這種損失，並利用錯誤估計來動態調整壓縮策略。

計算資源需求：許多現有的壓縮技術需要大量的計算資源，這使得在低端設備上部署變得困難。未來的研究可以集中在開發更高效的算法，降低計算複雜度。

模型可解釋性：壓縮後的模型可能會變得更難以解釋，這對於某些應用（如醫療或金融）來說是個問題。未來可以探索如何在壓縮過程中保持模型的可解釋性。

適應性和通用性：不同的應用場景對模型的需求不同，未來的壓縮技術需要具備更好的適應性，能夠根據具體任務自動調整壓縮策略。

標準化評估指標：目前缺乏統一的評估指標來衡量壓縮後模型的性能，未來可以建立一套標準化的評估框架，以便於不同技術之間的比較和選擇。