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Modelos de Linguagem Pequenos: O Futuro da IA em Dispositivos

Descubra como modelos pequenos tornam a IA mais acessível e eficiente em dispositivos do dia a dia.

Savitha Viswanadh Kandala, Pramuka Medaranga, Ambuj Varshney

― 6 min ler


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Índice

Modelos de linguagem são programas de computador superinteligentes que conseguem entender e gerar a linguagem humana. Esses modelos ficaram populares porque conseguem fazer um monte de tarefas quando recebem um bom Treinamento. Mas, quanto maiores eles ficam, mais recursos precisam, o que dificulta rodá-los em dispositivos menores, como smartphones ou sensores.

O Que São Modelos de Linguagem?

Modelos de linguagem são feitos para prever a próxima palavra em uma frase com base nas palavras que vieram antes. Eles são treinados com uma quantidade enorme de dados textuais para aprender padrões e significados. Você provavelmente já se deparou com eles em chatbots que conseguem conversar com você ou em ferramentas que te ajudam a escrever melhor, sugerindo frases. Quanto maior o modelo, melhor ele entende o contexto e gera respostas coerentes.

O Problema com Modelos Grandes

À medida que esses modelos crescem, eles precisam de mais memória e poder de processamento. Por exemplo, alguns modelos de ponta têm bilhões de Parâmetros, que são as pequenas informações que o modelo aprende durante o treinamento. Por causa do tamanho gigantesco deles, esses modelos normalmente precisam de computadores potentes com GPUs caras, tanto para treinar quanto para usar.

Imagina tentar colocar um elefante gigante dentro de um carro pequeno – simplesmente não vai rolar! Da mesma forma, rodar esses modelos enormes em computadores normais ou dispositivos móveis é bem complicado. Isso causa atrasos, problemas com conexões de internet e talvez até algumas preocupações com privacidade ao enviar dados pela web.

Modelos Pequenos para o Resgate

Pesquisadores encontraram uma forma de resolver esse problema usando modelos bem menores, geralmente com entre 30 a 120 milhões de parâmetros. Esses modelos são mais fáceis de rodar e também podem ser adaptados para fazer tarefas específicas de forma eficiente. Em vez de precisar de uma quantidade imensa de dados para o treinamento, modelos menores podem se sair bem com conjuntos de dados cuidadosamente selecionados. É como achar um carro compacto que ainda consegue caber todas as suas compras!

Criando uma Estrutura para Modelos Pequenos

Para tornar esses modelos pequenos mais acessíveis, uma nova estrutura foi desenvolvida que permite que os usuários criem e usem esses modelos diretamente em seus dispositivos. Essa estrutura guia os usuários por uma série de etapas, desde preparar um conjunto de dados, treinar o modelo, até finalmente implementá-lo nos dispositivos.

Passo 1: Escolhendo os Dados Certos

Primeiro, os usuários precisam escolher os dados que ajudarão o modelo a aprender. Isso pode envolver reunir conjuntos de dados diferentes ou até criar novos especificamente para a tarefa que está em mãos. É super importante garantir que os dados estejam organizados corretamente para que o modelo aprenda de forma eficaz.

Passo 2: Processando os Dados

Uma vez que os dados são escolhidos, eles precisam ser processados. Essa etapa envolve limpar os dados, organizá-los por tempo e prepará-los para o treinamento. Pense nisso como organizar e limpar sua cozinha antes de cozinhar um grande jantar. Você não vai querer deixar comida velha espalhada quando estiver preparando o jantar!

Passo 3: Treinando o Modelo

Depois de preparar os dados, a próxima etapa é treinar o modelo. A estrutura usa arquiteturas semelhantes a modelos existentes como o GPT-2, que permitem modelos menores. Durante o treinamento, o modelo aprende a processar os dados e entender os padrões necessários para ser eficaz.

Passo 4: Ajustando o Modelo

Mesmo após o treinamento, os modelos podem ter dificuldades com tarefas específicas. É aí que entra o Ajuste fino, onde o modelo é ajustado usando um conjunto menor e bem selecionado de exemplos. Essa ajuda extra faz com que o modelo tenha um desempenho melhor em cenários reais.

Passo 5: Implementando o Modelo

Finalmente, uma vez que o modelo está treinado e ajustado, está pronto para ser implementado. Isso significa colocar o modelo em um dispositivo onde ele pode começar a ajudar em várias tarefas, como analisar dados de sensores. Ele pode rodar localmente sem precisar de conexões constantes com a internet, garantindo respostas mais rápidas e melhor privacidade.

Por Que Modelos Pequenos São Ótimos

Modelos pequenos têm um monte de vantagens:

  1. Processamento Mais Rápido: Modelos menores conseguem analisar dados e gerar resultados muito mais rápido.
  2. Menos Uso de Recursos: Eles não precisam de hardware pesado, permitindo que rodem em computadores normais ou até em dispositivos pequenos como Raspberry Pis.
  3. Privacidade Aprimorada: Como os modelos rodam localmente, há menos necessidade de enviar informações sensíveis pela internet.
  4. Adaptabilidade Específica de Tarefas: Modelos pequenos podem ser facilmente treinados para tarefas específicas com base nas necessidades dos usuários, tornando-os versáteis.

Testando Modelos Pequenos

Vários testes mostraram que esses modelos menores podem desempenhar tão bem quanto ou até melhor que os maiores em aplicações específicas. Por exemplo, dispositivos de borda foram testados para ver quão efetivamente eles podiam rodar diferentes modelos e analisar dados de sensores.

Testando Reconhecimento de Gestos

Em um experimento, um modelo personalizado foi treinado para reconhecer gestos das mãos com base em dados de vários sensores. Os resultados foram promissores! O modelo menor não só entendeu os gestos, mas fez isso de forma confiável usando bem menos recursos do que os modelos maiores.

Testando Localização

Outro teste envolveu localizar dados coletados de sensores em diferentes lugares. O modelo menor conseguiu analisar e determinar locais específicos rapidamente, ajudando em aplicações como dispositivos de casa inteligente ou robôs navegando em espaços internos.

Comparando Modelos

Comparações de desempenho mostraram que modelos personalizados menores alcançaram precisão similar aos modelos maiores. Eles completaram tarefas mais rápido e usaram menos poder de GPU, tornando-os mais práticos para o dia a dia.

Para usuários que querem implementar modelos, ter algo que funcione de forma eficiente e rápida é uma grande vantagem. Uma estrutura que permita a fácil implementação de tais modelos vai fazer com que mais pessoas se beneficiem da tecnologia avançada sem precisar de um diploma em ciência da computação.

Conclusão: Um Futuro Brilhante para Modelos Pequenos

Com os desafios que vêm com modelos maiores, o surgimento de modelos menores parece uma bênção. Graças à nova estrutura projetada para facilitar seu desenvolvimento e implementação, agora é mais fácil do que nunca para os usuários aproveitarem o poder dos modelos de linguagem direto em seus dispositivos.

À medida que a tecnologia continua a evoluir, quem sabe que soluções inteligentes aparecerão a seguir? Tomara que seja algo que até sua avó consiga configurar!

Fonte original

Título: TinyLLM: A Framework for Training and Deploying Language Models at the Edge Computers

Resumo: Language models have gained significant interest due to their general-purpose capabilities, which appear to emerge as models are scaled to increasingly larger parameter sizes. However, these large models impose stringent requirements on computing systems, necessitating significant memory and processing requirements for inference. This makes performing inference on mobile and edge devices challenging, often requiring invocating remotely-hosted models via network calls. Remote inference, in turn, introduces issues like latency, unreliable network connectivity, and privacy concerns. To address these challenges, we explored the possibility of deviating from the trend of increasing model size. Instead, we hypothesize that much smaller models (~30-120M parameters) can outperform their larger counterparts for specific tasks by carefully curating the data used for pre-training and fine-tuning. We investigate this within the context of deploying edge-device models to support sensing applications. We trained several foundational models through a systematic study and found that small models can run locally on edge devices, achieving high token rates and accuracy. Based on these findings, we developed a framework that allows users to train foundational models tailored to their specific applications and deploy them at the edge.

Autores: Savitha Viswanadh Kandala, Pramuka Medaranga, Ambuj Varshney

Última atualização: 2024-12-19 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2412.15304

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.15304

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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