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Haciendo que los Modelos de Lenguaje Grandes sean Más Pequeños y Rápidos

Aprende sobre la cuantización y su impacto en los modelos de lenguaje.

Eldar Kurtic, Alexandre Marques, Shubhra Pandit, Mark Kurtz, Dan Alistarh

― 7 minilectura


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Los Modelos de Lenguaje Grande (LLMs) son como los robots súper inteligentes de internet. Pueden responder preguntas, escribir historias e incluso ayudar con la programación. Pero, estos modelos pueden ser un poco como una maleta gigante y sobrecargada cuando se trata de ejecutarlos en computadoras: ocupan mucho espacio y necesitan mucha energía.

Entonces, ¿qué pasaría si pudiéramos hacerlos un poco más pequeños sin perder su inteligencia? Ahí es donde entra la Cuantización. Piensa en ello como meter tu maleta gigante en una bolsa más pequeña y manejable sin dejar atrás tus zapatos favoritos.

¿Qué es la Cuantización?

La cuantización es una manera elegante de decir que hacemos algo más pequeño. En el caso de los LLMs, significa reducir el tamaño de los números dentro del modelo. En lugar de usar números grandes y detallados, usamos unos más pequeños que siguen siendo bastante buenos para mantener la inteligencia del modelo. Esto hace que el modelo sea más rápido y más fácil de manejar.

Imagina que tu cerebro puede recordar todo pero decide solo recordar las partes importantes; eso es básicamente lo que hace la cuantización.

La Gran Pregunta: Precisión vs. Rendimiento

Ahora, cuando comprimimos un modelo, tenemos que preguntarnos: "¿Estamos perdiendo calidad?" Es un poco como aplastar la última porción de pizza: aún puede saber genial, pero no se verá tan bonita.

En el mundo de los LLMs, necesitamos equilibrar velocidad y precisión. Si hacemos que el modelo funcione más rápido pero empieza a dar respuestas tontas, eso no es una victoria. Nuestro objetivo es encontrar el punto dulce: donde el modelo sigue siendo inteligente pero no demasiado pesado.

Tipos de Formatos de Cuantización

Al igual que hay diferentes tipos de pizza (por si de repente tienes hambre), hay varios formatos para cuantizar modelos:

  1. FP8 (Punto Flotante 8): Este es la opción ligera y esponjosa. Mantiene la mayor parte de la bondad de la versión de alta precisión pero en un paquete más pequeño.

  2. INT8 (Entero 8): Este es como tu pizza clásica de queso: confiable y sabrosa. Usa números enteros, lo que simplifica los cálculos.

  3. INT4 (Entero 4): La opción súper delgada. Es para cuando realmente necesitas ahorrar espacio pero puedes perder algunos sabores.

Imagina intentar meter cada una de estas pizzas en una caja. La FP8 ocuparía más espacio, mientras que la INT4 sería compacta pero podría restarle a la experiencia general de la pizza.

¿Por Qué Cuantizar LLMs?

Ejecutar un modelo grande puede ser como intentar llevar un camión monstruo por un callejón pequeño: simplemente no funciona sin problemas. Al usar cuantización, podemos hacer que estos modelos sean mucho más fáciles de ejecutar.

La velocidad importa, especialmente cuando quieres respuestas rápidas. A los usuarios no les gusta esperar mientras el modelo encuentra la respuesta a "¿Cuál es la mejor manera de cocinar espaguetis?" ¡Quieren la respuesta ahora!

El Estudio de la Cuantización

Entonces, ¿cuál es el plan? Hicimos un gran examen para ver qué tan bien funcionan estos métodos de cuantización. Miramos una variedad de tareas, desde simples hasta complejas, para ver cuán precisamente los modelos podían desempeñarse mientras manteníamos un ojo en la velocidad.

Los Benchmarks

Para chequear qué tan bien estaban funcionando los modelos, usamos varias pruebas. Piensa en ellas como exámenes para los modelos:

  • Benchmarks Académicos: Estos son como los finales en la escuela. Miden cuán bien puede razonar el modelo y proporcionar respuestas correctas.

  • Benchmarks del Mundo Real: Esto es más como la clase de economía doméstica. Prueba cómo se desempeña el modelo en escenarios cotidianos, como chatear o escribir código.

Con estas pruebas, pudimos ver si los modelos seguían siendo capaces de hacer su trabajo después de ser comprimidos.

Resultados: Lo Bueno, Lo Malo y Lo Que Sabe a Queso

Hallazgos de Precisión

Cuando comparamos los modelos, surgió algo interesante:

  • El formato FP8 fue casi perfecto. Mantuvo intactas las habilidades originales del modelo.

  • El formato INT8 perdió un poco de calidad, pero aún se desempeñó bien en la mayoría de las tareas.

  • El formato INT4 fue como la última porción de pizza en una fiesta: aún buena, pero tal vez no la mejor opción si quieres impresionar a tus amigos.

En general, encontramos que cuantizar los modelos no dañó su rendimiento general tanto como muchos temían. Aún podían generar texto y responder preguntas sin perder la cabeza.

Perspectivas de Rendimiento

También monitoreamos cuán rápido funcionaban los modelos. ¡Aquí es donde las cosas se pusieron emocionantes!

  • El formato W4A16 brilló en situaciones donde cada milisegundo cuenta. ¡Es como tener un servicio de entrega de pizza súper rápido: a todos les encanta!

  • Para tareas más pesadas como ejecutar múltiples consultas a la vez, los formatos W8A8 realmente mostraron sus habilidades, especialmente en máquinas de alto rendimiento.

Calidad de Generación de Texto

No solo verificamos respuestas y números, sino que también observamos cuán bien los modelos escribían oraciones.

Aquí está lo que encontramos:

  • Los modelos más grandes produjeron resultados que coincidían bastante con sus versiones a tamaño completo. Puede que cambiaron una palabra aquí o allá, pero el sabor general del texto seguía siendo delicioso.

  • Los modelos más pequeños mostraron algo de variabilidad en sus elecciones de palabras, pero aún lograron mantener las ideas principales intactas.

Cómo Elegir el Formato Correcto

Cuando se trata de elegir un formato de cuantización, es como elegir un topping para la pizza: depende de lo que te guste y lo que necesites:

  • Si quieres velocidad súper rápida y no te importa una pequeña caída en precisión, W4A16 podría ser tu mejor amigo.

  • Si quieres un buen balance y puedes trabajar con modelos ligeramente más grandes, los formatos W8A8 podrían ser el camino a seguir.

  • Para aquellos que necesitan la mejor precisión posible, quedarse con FP8 es inteligente.

Conclusión: La Última Porción

En la aventura de la cuantización de LLMs, hemos aprendido que podemos hacer que estos modelos sean más delgados y rápidos sin sacrificar demasiado de su inteligencia. Con el formato adecuado, es posible mantener las respuestas llegando rápida y eficientemente.

Así que, ya sea que quieras charlar con un modelo, que te resuelva problemas de matemáticas o que te ayude a escribir esa novela que siempre has soñado, recuerda: la cuantización está aquí para salvar el día, o al menos para darte una maleta más ligera.

Mantén este conocimiento a mano, y serás un pro en cuantización, impresionando a amigos y familiares con tus nuevas habilidades en poco tiempo.

Fuente original

Título: "Give Me BF16 or Give Me Death"? Accuracy-Performance Trade-Offs in LLM Quantization

Resumen: Despite the popularity of large language model (LLM) quantization for inference acceleration, significant uncertainty remains regarding the accuracy-performance trade-offs associated with various quantization formats. We present a comprehensive empirical study of quantized accuracy, evaluating popular quantization formats (FP8, INT8, INT4) across academic benchmarks and real-world tasks, on the entire Llama-3.1 model family. Additionally, our study examines the difference in text generated by quantized models versus their uncompressed counterparts. Beyond benchmarks, we also present a couple of quantization improvements which allowed us to obtain state-of-the-art accuracy recovery results. Our investigation, encompassing over 500,000 individual evaluations, yields several key findings: (1) FP8 weight and activation quantization (W8A8-FP) is lossless across all model scales, (2) INT8 weight and activation quantization (W8A8-INT), when properly tuned, incurs surprisingly low 1-3% accuracy degradation, and (3) INT4 weight-only quantization (W4A16-INT) is competitive with 8-bit integer weight and activation quantization. To address the question of the "best" format for a given deployment environment, we conduct inference performance analysis using the popular open-source vLLM framework on various GPU architectures. We find that W4A16 offers the best cost-efficiency for synchronous deployments, and for asynchronous deployment on mid-tier GPUs. At the same time, W8A8 formats excel in asynchronous "continuous batching" deployment of mid- and large-size models on high-end GPUs. Our results provide a set of practical guidelines for deploying quantized LLMs across scales and performance requirements.

Autores: Eldar Kurtic, Alexandre Marques, Shubhra Pandit, Mark Kurtz, Dan Alistarh

Última actualización: 2024-11-04 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.02355

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.02355

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

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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