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# Computerwissenschaften # Leistung

LLM-Geschwindigkeit mit SparseInfer verbessern

SparseInfer verbessert grosse Sprachmodelle, indem es die Geschwindigkeit erhöht und den Speicherverbrauch reduziert.

Jiho Shin, Hoeseok Yang, Youngmin Yi

― 5 min Lesedauer


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In der Tech-Welt sind grosse Sprachmodelle (LLMs) die Rockstars. Die machen alles, von Gedichten schreiben bis zu Gesprächen führen. Aber wie jeder Star eine gute Bühne braucht, brauchen diese Modelle auch einen guten Weg, um schnell zu arbeiten. Und hier kommt der Haken: Sie tun das nicht immer, besonders wenn ihre fancy Aktivierungsfunktionen eine Pause einlegen. Lass uns mal in die wilde Welt von LLMs, Aktivierungssparsamkeit und darüber, wie wir die Dinge ein bisschen geschmeidiger laufen lassen können, eintauchen.

Was ist falsch mit den aktuellen Modellen?

Moderne LLMs nutzen oft eine schicke Aktivierungsfunktion namens SiLU. Das klingt toll, hilft unseren Modellen aber nicht wirklich, so schnell zu sein, wie sie sein könnten. Kurz gesagt, SiLU zündet nicht! Jüngste Forschung sagt, dass ein Wechsel zu einer anderen Funktion namens ReLU die Sache viel besser machen kann, weil mehr Nullen im Prozess auftauchen. Nullen sind wie die stillen Kids in der Klasse – die nehmen nicht viel Platz weg und können alles schneller machen.

Der Schmerz der Vorhersage

SiLU gegen ReLU auszutauschen ist ein cleverer Move, aber da gibt’s einen Haken: Du musst vorhersagen, wo die Nullen sein werden, um das volle Potenzial auszuschöpfen. Hier wird's kompliziert. Momentan müssen wir ein separates Modell trainieren, nur um diese Vorhersagen zu treffen, und das kostet Zeit und Ressourcen. Ausserdem will niemand einen grösseren Koffer (oder mehr Speicher) nur für einen Sidekick kaufen!

Treffen wir SparseInfer: Der neue Held

Jetzt lass uns unseren Helden vorstellen: SparseInfer. Es ist wie ein treuer Sidekick, der keine spezielle Ausbildung braucht! Dieses Tool schätzt, welche Eingaben Null sein werden, basierend auf etwas viel Einfacherem – einfach die Vorzeichen der Eingaben und Gewichte anschauen. Es prüft basically, ob sie positiv oder negativ sind, was viel einfacher ist als komplizierte Mathematik.

Die Vorteile von SparseInfer

SparseInfer ist nicht nur ein hübsches Gesicht. Es kommt mit ein paar coolen Features. Wenn es eine Vorhersage falsch macht, hat es einen Plan B. Es kann anpassen, wie vorsichtig es mit den Vorhersagen ist, was bedeutet, dass es eine schöne Balance zwischen Geschwindigkeit und Genauigkeit finden kann. So geht es nicht ganz all-in und macht dumme Fehler.

Die Ergebnisse sind da

Wenn SparseInfer ins Spiel kommt, kann es das Modell erheblich beschleunigen. In einigen Tests hat es die Inferenz um etwa 21 % im Vergleich zu anderen Systemen beschleunigt, während nur ein ganz kleines bisschen an Genauigkeit verloren geht – weniger als 1 %. Stell dir vor, du läufst einen Marathon einen Fünftel schneller und kommst trotzdem ins Ziel!

Wie benutzen wir SparseInfer?

Lass es uns aufschlüsseln. Zuerst wollen wir zusätzlichen Speicherverbrauch vermeiden, also packt SparseInfer die Vorzeichenbits anstatt die ganzen Eingabedaten ein. Das ist wie nur deine Snacks mitnehmen anstatt einen ganzen Picknickkorb.

Dann verwendet es einen einfachen Lookup, um zu prüfen, ob die Eingaben eine Null produzieren, wenn sie verarbeitet werden. Jedes Mal, wenn es prüft, nutzt es Teamarbeit von Threads auf der GPU, um die Dinge schneller zu machen. Es ist wie eine Gruppe von Leuten, die eine schwere Kiste heben – eine Person kann es machen, aber es ist viel einfacher, wenn jeder mit anpackt!

Die Bedeutung der Sparsamkeit

Aktivierungs-Sparsamkeit bedeutet, dass wir Teile der Eingaben überspringen können, die keinen Beitrag zum Endergebnis leisten. Das ist entscheidend, weil der Zugriff auf den Speicher Zeit kostet, und wir wollen nicht, dass unser Modell herumhängt und wartet. Stattdessen können wir die langweiligen Teile überspringen und uns auf die spannenden Sachen konzentrieren, die wirklich wichtig sind!

Leistung in der echten Welt

Tests zeigen, dass SparseInfer wirklich liefert. In Kombination mit bestehenden Tools ist die Gesamtzeit für die Token-Generierung erheblich gesunken. Tatsächlich war es viel besser als frühere Methoden. Das System erinnert sich sogar daran, wie man in verschiedenen Schichten schlau ist, und nutzt eine spezielle Skala, um Geschwindigkeit und Präzision auszubalancieren.

Was ist mit der Konkurrenz?

Es gibt andere Methoden, aber viele hängen davon ab, während der Einrichtung trainiert zu werden, was bedeutet, dass sie nicht so flexibel sind. SparseInfer sticht heraus, weil es keine Trainingsphase braucht, also kann es sich leicht an verschiedene Modelle anpassen. Es ist wie ein Schweizer Taschenmesser statt nur einem einzelnen Werkzeug!

Speicher zählt

Einer der grössten Vorteile von SparseInfer ist die Menge an Speicher, die es spart. Andere Methoden brauchen viel Gehirnschmalz und Speicher, nur um ihre Vorhersagen im Auge zu behalten. SparseInfer hingegen ist wie ein Minimalist, der weiss, wie man das Beste aus einem kleinen Raum macht. Es benötigt nur die wesentlichen Teile, um die Dinge reibungslos laufen zu lassen.

Wie es in der Praxis funktioniert

Als wir SparseInfer auf verschiedenen LLMs getestet haben, hat es aussergewöhnlich gut abgeschnitten. Die Ergebnisse waren schnell und zuverlässig, sodass die Modelle mit weniger Verzögerung und geringerem Speicherverbrauch arbeiten konnten. Auf Plattformen wie NVIDIA Jetson Orin hat SparseInfer richtig geleuchtet und gezeigt, wie effizient es in verschiedenen Szenarien sein kann.

Fazit: Die strahlende Zukunft der LLM-Performance

Die Einführung von SparseInfer ist ein Game Changer für die Beschleunigung von Sprachmodellen. Durch die effektive Nutzung von Vorhersagen, ohne kompliziertes Training zu benötigen, öffnet es Türen zu neuen Möglichkeiten. Die Kombination aus Einfachheit, Geschwindigkeit und geringeren Kosten macht SparseInfer zu einer attraktiven Wahl für alle, die mit grossen Sprachmodellen arbeiten.

Also, während wir weiterhin smartere und schnellere Modelle bauen, lass uns nicht vergessen, die kleinen Dinge wie Sparsamkeit wertzuschätzen – den unbekannten Helden, der uns allen hilft, mit Leichtigkeit voranzukommen!

Originalquelle

Titel: SparseInfer: Training-free Prediction of Activation Sparsity for Fast LLM Inference

Zusammenfassung: Leveraging sparsity is crucial for optimizing large language model inference. however, modern LLMs employing SiLU as their activation function exhibit minimal activation sparsity. Recent research has proposed replacing SiLU with ReLU to induce significant activation sparsity and showed no downstream task accuracy degradation through fine tuning. However, taking full advantage of it required training a predictor to estimate this sparsity. In this paper, we introduce SparseInfer, a simple, light weight, and training free predictor for activation sparsity of ReLU field LLMs, in which activation sparsity is predicted by comparing only the sign bits of inputs and weights. To compensate for possible prediction inaccuracy, an adaptive tuning of the predictor's conservativeness is enabled, which can also serve as a control knob for optimizing LLM inference. The proposed method achieves approximately faster inference speed over the state of the art, with negligible accuracy loss of within 1%p.

Autoren: Jiho Shin, Hoeseok Yang, Youngmin Yi

Letzte Aktualisierung: 2024-11-19 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2411.12692

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.12692

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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