当前位置:

首页 > 业界资讯 > 基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

大型语言模型(LLMs)在各种任务上表现出色,但由于其庞大的模型规模,部署方面存在挑战。在这篇论文中,来自后摩智能、腾讯AILab、华中科技大学、北京大学、伊利诺伊理工学院的研究人员发现量化大型语言模型的主要挑战来自于通道之间不同的激活范围,而不仅仅是离群值问题。作者提出了一种新颖的基于重排序的量化方法RPTQ,解决了量化大型语言模型激活的问题。RPTQ通过重新排列激活中的通道,然后将它们分簇进行量化,从而降低通道范围差异的影响。此外,作者通过避免显式重新排序来减少存储和计算开销。该工作首次将L

大型语言模型(LLMs)在各种任务上表现出色,但由于其庞大的模型规模,部署方面存在挑战。

在这篇论文中,来自后摩智能、腾讯 AI Lab、华中科技大学、北京大学、伊利诺伊理工学院的研究人员发现量化大型语言模型的主要挑战来自于通道之间不同的激活范围,而不仅仅是离群值问题。

作者提出了一种新颖的基于重排序的量化方法 RPTQ,解决了量化大型语言模型激活的问题。RPTQ 通过重新排列激活中的通道,然后将它们分簇进行量化,从而降低通道范围差异的影响。

此外,作者通过避免显式重新排序来减少存储和计算开销。该工作首次将 LLM 模型的激活量化推向 3 比特。激活值的 3 比特量化同时也能与权重的 3 比特量化共同使用,大幅度降低了大型欲言模型的开销。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

论文地址:https://arxiv.org/abs/2304.01089

开源地址:https://github.com/hahnyuan/RPTQ4LLM

大规模语言模型(LLMs)在各种任务中展现出了卓越的性能,但由于它们的巨大模型大小,它们的部署面临着挑战。例如一个 66B 模型包含 660 亿个参数,需要大量内存进行存储。另外随着序列长度和批处理大小的增加,内存消耗问题变得更加严重,因为激活也需要消耗大量的内存,例如 Self-attention 中的键和值缓存(Key/Value Cache)。然而,单个 GPU 或服务器并没有足够的内存容量来存储如此庞大的模型权重和中间激活。因此,LLM 需要被分割成多个块并存储在不同的设备中。由于权重和激活存储在不同的设备上,在计算过程中需要在这些设备之间传输数据,导致显著的带宽和能量消耗。

为了克服 LLMs 在模型规模上的挑战,模型量化已成为一种有前途的方法。该技术涉及使用低位整数对 LLMs 的权重和激活进行量化,从而显著降低存储和运行这些模型的成本。具体而言,量化有助于减少保存张量的内存要求,并加速计算密集型操作,例如矩阵乘法和线性层。通过量化权重和激活,减少了存储和通信开销,提高了效率和推理速度。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

图 1 不同通道的数值分布情况。每个点都代表一个激活通道中的 (最大值,最小值)。

最近,GPTQ 使用 PTQ 成功地将 LLMs 的权重量化为 4 bit 或 3 bit。然而,对 LLMs 中的激活进行量化仍然是一项具有挑战性的任务。

从图 1 中可以得出两个观察结果:

1)一些通道具有显著的异常值,其最大或最小值比其他通道大几百倍。以前的研究也已经发现了这个问题并针对异常值提出了特殊处理。

2)不同的通道在数值范围上有显著差异。使用相同的量化参数来量化不同的通道可能会导致显著的量化误差。即使两个通道具有相同的异常值绝对值,它们在数值范围上也可能存在很大的变化。

将整个张量使用相同的量化参数进行量化的每张量量化技术可能不太有效。原因是将量化范围设置为覆盖大范围的数值范围可能导致数值较小的通道产生较大的量化误差,而将其设置为覆盖小范围的数值范围可能导致对异常值的显著截断,并导致显著的量化误差。例如,一个通道可能具有 - 100 到 - 50 的值范围,而另一个通道可能具有 80 到 100 的值范围。试图通过将范围从 - 100 到 100 量化来覆盖它们的范围将导致两个通道产生显著的量化误差。这是以前的研究中尚未有效解决的一个挑战。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

图 2 解决激活量化问题的不同方法对比。

为了解决激活中通道差异的问题,作者提出了一种新颖的基于重新排序的训练后量化方法 RPTQ。

如图 2 所示,该方法将数值范围相似的通道聚类在一起,然后对每个聚类中的值使用相同的量化参数进行量化。为了实施基于重排序的量化方法,作者首先使用校准数据集作为推理输入,从中导出每个激活通道的最大值和最小值。

接下来,他们采用 KMeans 算法将不同通道划分为 g 个簇,基于每个通道的最大值和最小值形成的点。一旦建立了簇,他们就进行通道重排序,将来自同一簇的通道放置在相近的位置。这样,具有类似最大值和最小值的通道被组合在一起,并共享一组通用的量化参数。在重排序过程之后,作者对每个簇内的激活进行量化。这种方法为每个簇单独计算量化参数(缩放因子 s 和零点 z),确保这些参数专门针对相应的通道。

最终,该方法确保了每个簇的量化都得到优化,减少了量化误差。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

图 3:一重排权重和激活的量化 Transformer 层的推断过程失意图。重排索引用符号 R1 到 R5 表示。

显式重排是一种运行时重新排列激活中通道的操作,需要将不同通道的数据从一个内存位置物理移动到另一个位置,因此对于具有大量通道的大型模型,重排过程可能非常耗时。此外,存储源和目标激活张量会增加内存开销。因此,作者提出了避免显式重新排序的策略,从而降低了计算开销,提高了推理效率。

如图 3 所示,作者重新排序线性层的权重,使它们能够直接按照排序顺序产生激活。此外,作者修改了 LayerNorm 的方法,使其能够直接产生重新排序的激活,从而省去了在推理过程中进行显式通道调整。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

作者在三种不同的位宽配置下评估了 OPT 的性能:W4A16、W4A8 和 W4A4。此外,作者还开发了一种新的量化方案,W4A4KV、W4A3KV 和 W3A3KV,只对主要内存的消耗 —— 键缓存和值缓存(Key/Value Cache)进行量化。根据表格,可以得出以下观察结果:一般而言,随着激活量化位宽的减少,模型的性能会下降。但在大多数情况下,这种退化并不显著。对于某些任务,性能下降不到 1%,甚至有所提高。

基于重排序的新量化方法RPTQ:实现大型语言模型的 3 比特量化

LLM 的内存开销来自三个方面:首先,设备内存中权重的存储,可以通过量化来显著减少。其次,在网络执行期间生成的临时激活需要分配设备内存。这些临时激活可以在使用后释放,因此不会对整体内存使用造成显著影响。最后,键和值缓存(Key/Value Cache)对预测后续单词是必要的。当批次大小和序列长度很大时,键和值缓存占用了大部分内存。

表中展示了不同设置下的内存使用情况,可以发现较低比特的激活可以显著减少内存使用,特别是在批次大小和序列长度较大的情况下。具体而言,当批次大小为 64,序列长度为 8192 时,OPT-66b 下的 W4A4 配置相比 W4A16 配置节省了超过 900GB 的内存。因此,采用 RPTQ 对激活量化可以极大地减少在长文本任务或大批量场景中的内存压力。

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
业界资讯 模型
相关文章 更多
特斯拉FSD新增滑板识别模型
特斯拉FSD新增滑板识别模型

近日,有汽车领域博主爆料,特斯拉的FSD(完全自动驾驶)辅助系统将迎来一次重要升级,或将实现更真实的环境场景还原。在最新曝光的软件代码中,发现了大量新增的渲染模型,涵盖多种车辆与行人类型。这些新增模型包括救护车、消防车、垃圾清运车、校车、半挂式卡车、高尔夫球车、骑电动滑板车的行人、使用轮椅的行人、玩滑板的行人、推婴儿车的行人,以及道路清扫车、三轮车、拖车、火车和有轨电车等。这一系列高精度建模意味着FSD系统将能更准确识别并响应复杂交通参与者的行为。据CNMO掌握的消息,日本方面已为特斯拉FSD系统的落地扫

阿里开源14B电影级视频模型,实测可玩
阿里开源14B电影级视频模型,实测可玩

AI视频生成正迎来属于“通义”的高光时刻!就在昨晚,阿里巴巴悄然推出了一款由音频驱动的14B视频大模型——Wan2.2-S2V。只需上传一张静态图片和一段音频,就能生成出面部表情生动、口型精准匹配、肢体动作流畅自然的电影级数字人视频,效果惊艳。实际效果展示如下:△来自@AIMIRAI46487更令人振奋的是,这款新模型一经发布便全面开源,现在所有人都可以免费在通义万相官网体验使用。据官方介绍,Wan2.2-S2V的核心优势包括:支持最长分钟级的单次视频生成,画面稳定且具有一致性;具备影院级别的音

华为盘古 Ultra MoE 模型发布
华为盘古 Ultra MoE 模型发布

5月30日,华为推出了全新的AI模型——盘古UltraMoE,该模型的参数量达到了7180亿。作为一款接近万亿参数的MoE(MixtureofExperts)模型,它在整个训练过程中完全基于华为的昇腾AI平台完成,标志着华为在超大规模模型训练方面取得了重要进展。盘古UltraMoE的成功训练离不开盘古团队研发的一系列创新技术。例如,Depth-ScaledSandwich-Norm(DSSN)稳定架构的引入,显著改善了超大规模模型训练期间出现的梯度异常及

谷歌书签排序乱怎么解决
谷歌书签排序乱怎么解决

书签排序后混乱是因更改未被保存或同步覆盖,需拖动排序后右键编辑书签(如加空格)强制保存,再重启浏览器;若使用同步功能,应确保已登录账号且开启书签同步,避免本地与云端冲突;还可禁用可疑插件并检查Bookmarks文件是否正常。

Java Collections.sort用法详解
Java Collections.sort用法详解

Collections.sort方法用于对List进行排序,支持自然顺序和自定义Comparator两种方式,底层使用稳定的TimSort算法,时间复杂度为O(nlogn),需注意null处理、列表可修改性及比较逻辑性能。

Excel数据自动升序排列设置方法
Excel数据自动升序排列设置方法

1、使用“排序和筛选”功能可快速对单列或多列数据升序排列,选中数据区域后点击【开始】选项卡中的“排序和筛选”按钮,选择“升序”即可;2、通过【数据】选项卡点击“排序”按钮,可在对话框中设置主要关键字、排序依据和次序,实现精确排序;3、使用快捷键Alt+A+S+A可快速触发升序排列,提升操作效率;4、利用=SMALL(数据范围,ROW(A1))公式可生成动态升序列表,向下填充并粘贴为数值以保留原数据。

C++ sort与stable_sort使用教程
C++ sort与stable_sort使用教程

sort不保证相等元素的相对顺序,使用高效混合算法,平均时间复杂度O(nlogn);stable_sort保持相等元素的原有顺序,适用于多级排序或需保留输入顺序的场景;两者用法相似,均需包含<algorithm>头文件并传入迭代器范围及可选比较函数,选择时根据是否需要稳定性决定。

SOTA大模型加密数据评测:Qwen3仅破10%
SOTA大模型加密数据评测:Qwen3仅破10%

大语言模型面对加密数据,即便最新的Qwen3也会感到压力!尽管当下各类推理模型在多种基准测试中表现优异,但在密码学这样对逻辑严谨性和细节准确性要求极高的专业领域,模型的推理能力还有待深入挖掘。密码学不仅要求模型具备高级数学运算能力和严密的逻辑推理链,还需要其能够精准辨识复杂加密模式中的潜在规律;成功解密要求模型拥有极强的综合推理能力。上海AILab等联合推出的CipherBank测评,使用大量真实隐私场景数据和多种密码算法,严苛挑战当前最先进的大模型。CipherBank的测评结果显示,目前的大语言模型

{
{"title": "json怎么排序_json如何排序"}

JSON排序主要针对数组或对象键进行,因JSON对象本身无序。1.对JSON数组排序:可用编程语言内置函数如Python的sorted并指定key字段排序;2.对JSON对象键排序:可使用OrderedDict等结构按键排序。不同语言如JavaScript、Java有对应库实现排序功能。大规模数据时需考虑性能优化,如避免冗余排序、分批处理等策略。应用场景包括数据比对、API接口、日志分析及数据可视化等实际需求。

STL sort自定义比较函数实现多条件排序
STL sort自定义比较函数实现多条件排序

要在C++中使用std::sort对复杂对象进行多条件排序,需自定义比较函数。1.比较函数必须满足严格弱序,当第一个参数“小于”第二个时返回true;2.多条件排序应先比较主条件,若不同则确定顺序,若相同再比较次条件;3.可用lambda表达式简化代码,避免单独定义函数;4.注意避免常见错误,如返回值弄反、忘记处理所有情况、使用非const引用或<=等不满足严格弱序的操作。例如,按成绩降序再年龄升序排序的比较函数应写为:若成绩不同则按成绩降序排,否则按年龄升序排。掌握这些要点可实现灵活可靠的排序逻辑

查看更多
精品专题 更多
装机必备
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows
Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件
macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器
macOS/iOS/Android

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师
macOS

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10
Windows

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式
Windows/macOS/Linux

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘
Windows/macOS/iOS/Android

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。