掘金 人工智能 07月19日 17:38
大模型 “瘦身术”:量化与蒸馏背后的秘密
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在人工智能飞速发展的今天,大模型因其强大的处理能力而备受瞩目,但其庞大的体积和高昂的部署成本限制了其广泛应用。本文深入探讨了两种核心的“瘦身术”——量化和蒸馏,为解决这一难题提供了关键技术。量化通过降低模型参数的精度,有效缩小模型体积,提升推理速度,是目前最常用的压缩方法。蒸馏则是一种“模仿学习”的过程,让小型模型学习大型模型的行为和输出,从而在保持性能的同时实现模型压缩。这两种技术共同推动着大模型向更轻量化、更高效的方向发展,为AI技术的落地应用开辟了更广阔的空间。

🎯 量化技术通过降低模型参数的数值精度来压缩模型。大模型参数通常以高精度浮点数(如float32)存储,占用大量内存。量化将其转换为低精度类型(如float16或int8),从而显著减小模型体积,减少存储空间,并加快推理速度,但需要注意控制精度损失以保证模型性能。

🎓 蒸馏技术的核心是“模仿学习”,即让一个小型模型(学生模型)学习一个大型模型(教师模型)的行为和输出。通过让学生模型模仿教师模型的预测结果,可以在保持较高性能的同时,大幅缩小模型规模,提高推理效率,是训练高效小模型的重要方法。

🚀 量化和蒸馏是实现大模型压缩的两种主要技术,它们分别从降低数据精度和模仿学习机制入手,共同目标是减小模型体积、提高运行速度、降低部署成本,使大模型能够更便捷地应用于实际场景,推动AI技术的普及和落地。

💡 大模型压缩的根本目的是为了解决其庞大体积和高部署成本的问题,就像将大象装进冰箱一样,需要创新的技术手段。量化和蒸馏正是为了实现这一目标而设计的关键技术,它们为AI模型的广泛应用提供了可行性。

大模型 “瘦身术”:量化与蒸馏背后的秘密

在 AI 技术飞速发展的今天,大模型就像一个个 “超级大脑”,能帮我们处理各种复杂任务。但这些 “超级大脑” 往往体型庞大,部署起来成本高昂。就像我们想把大象装进冰箱,总得想点办法给它 “瘦瘦身”。今天就来聊聊大模型的两种 “瘦身术”—— 量化和蒸馏,看看它们是怎么让大模型变轻、变快的。

其实,大模型压缩的思路很简单:就像把大文件压缩成小文件,既省空间又省成本,还能让模型运行得更快。而量化和蒸馏,就是实现这种压缩的两大核心技术。

量化:降低精度,精简模型体积

先说说量化。大模型本质上是由海量参数组成的,比如 GPT-3 就有 1750 亿个参数。每个参数都是一个具体的数字,比如 1.2768。在计算机里,存储这些数字需要占用内存空间,空间大小取决于数字的精度。精度越高,需要的空间就越大。

量化的核心就是降低参数的精度。比如把 1.2768 四舍五入成 1.28,甚至简化成 1。在计算机中,模型参数通常用 float32 类型存储,每个参数占用 32 个 bit 的空间。如果把它转换成 float16 类型,空间就减少一半;转换成 int8 类型,空间只需要原来的四分之一。这样一来,整个模型的体积就能大幅缩小。

通过量化,模型的存储空间显著减少,推理速度也会加快,部署成本自然就降低了。不过,精度降低难免会损失一些信息,可能会对模型的准确率产生影响。但只要量化过程控制得当,模型的性能还是能得到很好的保障。目前,量化已经成为大模型压缩最常用的方法之一。

蒸馏:模仿学习,让小模型追加大模型

再来说说蒸馏。如果说量化是 “精简数字”,那蒸馏就是 “模仿学习”,两者的思路完全不同。蒸馏的本质是让小模型模仿大模型的行为。我们先有一个训练好的大模型,比如千亿级参数的模型,然后构造一个更小的模型,让这个小模型学习大模型的输出。

具体来说,给定一个输入,比如一个问题,我们把它同时输入到大模型和小模型中。大模型会给出一个输出,我们希望小模型的输出能和大模型的输出尽可能相似。这里的大模型就像老师(teacher model),小模型就像学生(student model),学生通过模仿老师的行为,逐渐掌握知识和技能。

通过蒸馏技术,小模型能在保持较好性能的同时,体积大幅缩小,推理速度也会加快。现在市面上很多开源模型,都是采用蒸馏的思路训练出来的。比如我们可以用 GPT-4 的输出结果来训练一个更小的模型,让小模型的行为尽可能接近 GPT-4。

总的来说,量化和蒸馏都是大模型压缩的重要技术。量化通过降低参数精度来减小模型体积,蒸馏通过让小模型模仿大模型来实现压缩。它们都能在一定程度上减少部署成本,加快推理速度,让大模型能更好地应用到实际场景中。

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