`int8` 权重和激活量化

llm-compressor 支持将权重和激活量化为 int，以节省内存并加速与 vLLM 的推理。

int8 计算支持计算能力 > 7.5 的 Nvidia GPU（Turing、Ampere、Ada Lovelace、Hopper）。

安装

首先，安装

pip install llmcompressor

快速入门

该示例包含一个用于应用量化算法的端到端脚本。

python3 llama3_example.py

生成的模型 Meta-Llama-3-8B-Instruct-W8A8-Dynamic-Per-Token 已准备好加载到 vLLM 中。

代码演练

现在，我们将逐步介绍示例中的代码。共有四个步骤：1）加载模型 2）准备校准数据 3）应用量化 4）在 vLLM 中评估准确性。

1) 加载模型

使用 AutoModelForCausalLM 加载模型，以处理量化保存和加载。

from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM

MODEL_ID = "meta-llama/Meta-Llama-3-8B-Instruct"
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(MODEL_ID, torch_dtype="auto")
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(MODEL_ID)

2) 准备校准数据

准备校准数据。当将模型的激活量化为 int8 时，我们需要一些样本数据来估算激活尺度。因此，使用与部署中使用的数据类型密切匹配的校准数据非常有用。如果您已微调了模型，使用一部分训练数据是一个好主意。

在我们的例子中，我们正在量化一个指令微调的通用模型，因此我们将使用 ultrachat 数据集。一些最佳实践包括：* 512 个样本是一个不错的起点（如果准确性下降则增加）* 2048 个序列长度是一个不错的起点* 使用模型训练时使用的聊天模板或指令模板。

from datasets import load_dataset

NUM_CALIBRATION_SAMPLES=512
MAX_SEQUENCE_LENGTH=2048

# Load dataset.
ds = load_dataset("HuggingFaceH4/ultrachat_200k", split=f"train_sft[:{NUM_CALIBRATION_SAMPLES}]")
ds = ds.shuffle(seed=42)

# Preprocess the data into the format the model is trained with.
def preprocess(example):
    return {"text": tokenizer.apply_chat_template(example["messages"], tokenize=False,)}
ds = ds.map(preprocess)

# Tokenize the data (be careful with bos tokens - we need add_special_tokens=False since the chat_template already added it).
def tokenize(sample):
    return tokenizer(sample["text"], padding=False, max_length=MAX_SEQUENCE_LENGTH, truncation=True, add_special_tokens=False)
ds = ds.map(tokenize, remove_columns=ds.column_names)

3) 应用量化

数据集准备好后，我们现在将应用量化。

我们首先选择量化算法。对于 W8A8，我们希望：* 运行 SmoothQuant 使激活更易于量化* 使用 GPTQ 以通道为单位的尺度将权重量化为 8 位* 使用动态的每 token 策略量化激活。

有关食谱的更多信息，请参阅 Recipes 文档。

from llmcompressor import oneshot
from llmcompressor.modifiers.quantization import GPTQModifier
from llmcompressor.modifiers.smoothquant import SmoothQuantModifier

# Configure the quantization algorithms to run.
recipe = [
    SmoothQuantModifier(smoothing_strength=0.8),
    GPTQModifier(targets="Linear", scheme="W8A8", ignore=["lm_head"]),
]

# Apply quantization.
oneshot(
    model=model,
    dataset=ds,
    recipe=recipe,
    max_seq_length=MAX_SEQUENCE_LENGTH,
    num_calibration_samples=NUM_CALIBRATION_SAMPLES,
)

# Save to disk compressed.
SAVE_DIR = MODEL_ID.rstrip("/").split("/")[-1] + "-W8A8-Dynamic-Per-Token"
model.save_pretrained(SAVE_DIR, save_compressed=True)
tokenizer.save_pretrained(SAVE_DIR)

我们已成功创建了一个 w8a8 模型，其中权重和激活均已量化为 8 位整数！

4) 评估准确性

模型创建后，我们现在可以在 vLLM 中加载和运行（安装后）。

from vllm import LLM
model = LLM("./Meta-Llama-3-8B-Instruct-W8A8-Dynamic-Per-Token")

我们可以使用 lm_eval (pip install lm_eval==v0.4.3) 来评估准确性。

注意：量化模型可能对 bos 令牌的存在敏感。lm_eval 默认不添加 bos 令牌，因此请确保在运行评估时包含 add_bos_token=True 参数。

运行以下命令以测试 GSM-8K 上的准确性

lm_eval --model vllm \
  --model_args pretrained="./Meta-Llama-3-8B-Instruct-W8A8-Dynamic-Per-Token",add_bos_token=true \
  --tasks gsm8k \
  --num_fewshot 5 \
  --limit 250 \
  --batch_size 'auto'

我们可以看到结果分数看起来不错！

|Tasks|Version|     Filter     |n-shot|  Metric   |   |Value|   |Stderr|
|-----|------:|----------------|-----:|-----------|---|----:|---|-----:|
|gsm8k|      3|flexible-extract|     5|exact_match|↑  |0.752|±  |0.0274|
|     |       |strict-match    |     5|exact_match|↑  |0.756|±  |0.0272|

问题或功能请求？

请在 vllm-project/llm-compressor 上提出问题

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