Améliorer les modèles de langue avec la gestion de l'incertitude
Un nouveau système optimise les modèles de langage pour des réponses plus rapides et plus efficaces.
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Table des matières
- Le défi des modèles linguistiques
- Le rôle de l'incertitude
- Questions clés
- Écosystème proposé
- Caractéristiques clés du système proposé
- Évaluation du système proposé
- Configuration des expériences
- Performance en temps de réponse
- Performance de débit
- Comprendre l'incertitude
- Prédire les temps de réponse
- Opportunités d'optimisation au niveau système
- Priorisation consciente de l'incertitude
- Consolidation dynamique
- Délégation stratégique
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les modèles linguistiques sont de plus en plus populaires pour créer des réponses qui ressemblent à celles des humains. On les utilise dans plein d'applications, comme les chatbots et les assistants vocaux. Mais, il y a quelques défis quand on essaie de les utiliser sur différents appareils. Les principaux problèmes viennent de la puissance informatique élevée requise et du temps imprévisible que prennent les modèles pour répondre.
L'une des raisons de cette imprévisibilité, c'est l'incertitude liée à la langue elle-même. Cette incertitude peut rallonger les Temps de réponse, surtout quand beaucoup de gens utilisent le service en même temps. Gérer cette incertitude est crucial pour s'assurer que ces modèles linguistiques fonctionnent bien en temps réel.
Dans cet article, on va parler de comment gérer les ressources efficacement quand on utilise des modèles linguistiques qui dépendent de réponses en temps réel. On va introduire un système qui prend en compte l'incertitude présente dans les tâches linguistiques. Cette approche va aider à améliorer les temps de réponse et la Performance globale tout en utilisant moins de puissance informatique.
Le défi des modèles linguistiques
Les modèles linguistiques, comme le fameux ChatGPT, ont changé notre façon de traiter le langage naturel. Ils promettent d'améliorer plein d'applications, de la communication multilingue au contrôle des appareils intelligents à la maison. Mais, leur déploiement n'est pas simple à cause des ressources informatiques substantielles qu'ils nécessitent et des temps de réponse variables qu'ils affichent.
La demande croissante pour un traitement immédiat du langage a mené à des systèmes comme les chatbots en ligne, qui gèrent des millions de requêtes chaque jour. Ces systèmes ont besoin de capacités de traitement efficaces pour gérer plusieurs demandes simultanées, surtout durant les périodes chargées.
Plusieurs études récentes ont essayé d'améliorer les temps de réponse des modèles linguistiques en appliquant diverses techniques d'optimisation. Ces techniques visent à simplifier les modèles tout en maintenant leur précision. Pourtant, il reste un écart important dans la compréhension de la relation entre le texte d'entrée et le temps de réponse résultant d'une perspective plus large du système.
Le rôle de l'incertitude
La communauté linguistique a identifié plusieurs sources d'incertitude qui peuvent affecter la précision des modèles linguistiques. Ces incertitudes peuvent mener à des longueurs de réponses variées générées par les modèles. Par exemple, une question vague ou générale peut engendrer une réponse plus longue parce que le modèle essaie de couvrir de nombreux aspects du sujet.
Des réponses plus longues prennent généralement plus de temps à produire, ce qui affecte la rapidité avec laquelle le modèle peut fournir des réponses. Différentes incertitudes peuvent surgir de distributions de données différentes, de structures de modèles complexes ou de comportements informatiques imprévisibles. Par conséquent, il devient essentiel de comprendre et d'aborder ces incertitudes dans les systèmes en temps réel pour éviter des problèmes de performance.
Questions clés
Ce travail est motivé par plusieurs questions importantes :
- Comment l'incertitude d'une entrée est-elle liée aux demandes informatiques et au temps de réponse d'un modèle linguistique donné ?
- Peut-on développer une méthode simple pour prédire combien de calcul un input spécifique nécessitera en temps réel ?
- Est-il possible d'utiliser cette information pour prendre des décisions plus intelligentes sur l'allocation des ressources ?
En répondant à ces questions, on espère trouver de nouvelles façons d'optimiser le fonctionnement des modèles linguistiques sur des appareils avec des ressources limitées.
Écosystème proposé
On propose un nouveau système de Gestion des ressources qui prend en compte l'incertitude pour les modèles linguistiques en temps réel. Ce système comprend deux composants principaux : un cadre de quantification de l'incertitude et un cadre de gestion des ressources.
Le cadre de quantification vise à mesurer avec précision les incertitudes dans les tâches et leurs impacts potentiels sur les temps de réponse. Le cadre de gestion des ressources utilise ces mesures pour allouer les ressources et prioriser les tâches efficacement. Cette combinaison aide à atténuer les effets négatifs de l'incertitude sur la performance.
Caractéristiques clés du système proposé
Quantification de l'Incertitude d'entrée : Le système proposé mesure d'abord comment certains types d'incertitudes d'entrée peuvent négativement influencer les temps de réponse. Nos constatations indiquent que les entrées incertaines peuvent entraîner des sorties plus longues, ce qui augmente le temps nécessaire au modèle linguistique pour produire une réponse.
Prédiction dynamique de la longueur de sortie : En s'appuyant sur la compréhension des incertitudes d'entrée, on a créé une méthode légère qui peut rapidement estimer combien de temps la sortie prendra selon l'incertitude de l'entrée. Cela permet au système de faire de meilleures prévisions en temps réel.
Gestion améliorée des ressources : Avec la compréhension de l'impact de l'incertitude sur les temps de réponse, on intègre cette information dans un système de gestion des ressources qui peut prioriser les tâches selon leurs temps d'exécution prévus. Cela inclut le regroupement de tâches similaires et la délégation des tâches plus exigeantes à différentes unités de traitement.
Évaluation du système proposé
Pour évaluer notre système de gestion des ressources proposé, on réalise plusieurs tests avec des modèles linguistiques modernes et des ensembles de données. On examine la performance du système en termes de temps de réponse, de débit et de l'impact de diverses incertitudes.
Configuration des expériences
Nos expériences sont menées sur un serveur de périphérie qui simule les conditions dans lesquelles de nombreuses applications du monde réel fonctionnent, comme les chatbots et les services de traduction en direct. On évalue plusieurs modèles linguistiques et utilise divers ensembles de données de référence pour mesurer la performance du système.
Performance en temps de réponse
On observe les temps de réponse de notre système proposé dans différentes conditions. L'accent est mis sur la rapidité avec laquelle le système peut répondre aux demandes par rapport aux méthodes traditionnelles. Les résultats indiquent que le système de gestion des ressources conscient de l'incertitude offre constamment des temps de réponse plus rapides, surtout lorsque les entrées varient en niveaux d'incertitude.
Performance de débit
Le débit fait référence au nombre total de tâches traitées dans un temps donné. Notre système proposé démontre une amélioration significative du débit, surtout dans des conditions de forte incertitude. La capacité à allouer efficacement les ressources et à prioriser les tâches mène à un plus grand nombre de demandes traitées.
Comprendre l'incertitude
L'incertitude dans le langage peut provenir de diverses sources. Voici un aperçu rapide de certains types d'incertitudes :
Ambiguïté structurelle : Cela se produit lorsque plusieurs interprétations de la structure de la phrase existent. Par exemple, "John a vu un garçon dans le parc avec un télescope" peut être compris de plusieurs manières.
Ambiguïté syntaxique : Cela se produit lorsqu'un mot peut avoir différents rôles grammaticaux. Par exemple, "Le riz vole comme le sable" peut être interprété différemment selon le contexte.
Ambiguïté sémantique : Cela implique des mots ayant plusieurs significations, ce qui peut entraîner de la confusion. Un exemple est la question, "Quelle est la meilleure façon de traiter les chauves-souris ?"
Expressions vagues : Ce sont des questions générales qui nécessitent une analyse détaillée. Par exemple, demander "l'histoire de l'art" peut mener à des réponses longues.
Questions ouvertes : Ce sont des requêtes qui n'ont pas de réponse unique correcte et nécessitent beaucoup de contexte et d'explications.
Questions multipartites : Les enquêtes qui se composent de plusieurs sous-questions exigent des réponses complètes, comme "Comment les chats et les chiens diffèrent-ils en comportement, alimentation et interaction sociale ?"
Comprendre ces nuances d'incertitude aide à prédire comment les entrées affecteront les temps de réponse des modèles linguistiques.
Prédire les temps de réponse
Pour prédire les temps de réponse plus efficacement, on a développé des méthodes qui prennent en compte l'incertitude présente dans l'entrée. Par exemple :
Score d'incertitude : Ce score estime combien de temps la sortie prendra en fonction de la nature du texte d'entrée. Il reflète le nombre de tokens nécessaires pour répondre à la requête en détail et sans ambiguïté.
Longueur de l'entrée : Des entrées plus longues peuvent conduire à des sorties plus longues, que l'on mesure pour affiner nos prévisions.
Scoring basé sur des règles : On a développé un ensemble de règles qui évaluent différents types d'incertitudes dans l'entrée pour générer un score qui reflète son incertitude.
Scoring pondéré : Cette méthode intègre plusieurs scores d'incertitude simultanément, permettant une évaluation plus complète de l'entrée.
Modèle léger : On a conçu un modèle simple qui utilise les scores d'incertitude pour prédire la longueur de sortie pour une entrée donnée.
Grâce à ces méthodes, on peut estimer avec succès les temps d'exécution pour diverses entrées, facilitant une planification et une allocation de ressources plus efficaces dans notre système.
Opportunités d'optimisation au niveau système
Notre système ouvre plusieurs possibilités d'optimisation au niveau système :
Priorisation consciente de l'incertitude
En évaluant les scores d'incertitude des tâches, on peut les prioriser plus efficacement. Par exemple, on peut donner la préférence aux tâches qui devraient s'exécuter plus rapidement. Cette approche aide à améliorer le débit global et les temps de réponse.
Consolidation dynamique
On peut regrouper des tâches avec des niveaux d'incertitude similaires pour l'exécution, ce qui conduit à une meilleure utilisation des ressources. Cela permet au système d'exécuter les tâches plus efficacement, réduisant ainsi les temps de réponse.
Délégation stratégique
Dans les cas où des tâches à forte incertitude pourraient ralentir le système, on peut délester ces tâches vers différentes unités de traitement (comme des cœurs de CPU). Cela empêche les tâches plus exigeantes de retarder les autres, maintenant la réactivité du système.
Conclusion
L'introduction d'un système de gestion des ressources conscient de l'incertitude fournit une base solide pour améliorer la performance des modèles linguistiques déployés dans des applications en temps réel. En quantifiant l'incertitude et en prédisant dynamiquement les demandes des tâches, on peut améliorer les temps de réponse et le débit du système tout en maintenant une faible charge.
Des recherches supplémentaires se concentreront sur le perfectionnement des techniques d'estimation de l'incertitude et l'élargissement de l'applicabilité de cette approche à des scénarios du monde réel plus complexes et diversifiés. Ce travail représente un pas important vers des systèmes plus efficaces et réactifs alimentés par des modèles linguistiques à la pointe de la technologie.
Titre: RT-LM: Uncertainty-Aware Resource Management for Real-Time Inference of Language Models
Résumé: Recent advancements in language models (LMs) have gained substantial attentions on their capability to generate human-like responses. Though exhibiting a promising future for various applications such as conversation AI, these LMs face deployment challenges on various devices due to their extreme computational cost and unpredictable inference latency. Such varied inference latency, identified as a consequence of uncertainty intrinsic to the nature of language, can lead to computational inefficiency and degrade the overall performance of LMs, especially under high-traffic workloads. Unfortunately, the bandwidth of these uncertainty sources is extensive, complicating the prediction of latency and the effects emanating from such uncertainties. To understand and mitigate the impact of uncertainty on real-time response-demanding systems, we take the first step to comprehend, quantify and optimize these uncertainty-induced latency performance variations in LMs. Specifically, we present RT-LM, an uncertainty-aware resource management ecosystem for real-time inference of LMs. RT-LM innovatively quantifies how specific input uncertainties, adversely affect latency, often leading to an increased output length. Exploiting these insights, we devise a lightweight yet effective method to dynamically correlate input text uncertainties with output length at runtime. Utilizing this quantification as a latency heuristic, we integrate the uncertainty information into a system-level scheduler which explores several uncertainty-induced optimization opportunities, including uncertainty-aware prioritization, dynamic consolidation, and strategic CPU offloading. Quantitative experiments across five state-of-the-art LMs on two hardware platforms demonstrates that RT-LM can significantly reduce the average response time and improve throughput while incurring a rather small runtime overhead.
Auteurs: Yufei Li, Zexin Li, Wei Yang, Cong Liu
Dernière mise à jour: 2023-09-12 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.06619
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.06619
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
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