Acelerando Modelos de Linguagem Grandes
Pesquisadores encontram maneiras de tornar os LLMs mais rápidos e acessíveis pra todo mundo.
Mohsen Dehghankar, Mahdi Erfanian, Abolfazl Asudeh
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Índice
- O Problema da Inference Lenta
- Por Que os LLMs São Tão Lentos?
- A Grande Ideia: Pesos Ternários
- O Plano: Tornando a Inferência Mais Rápida
- Pré-processando Pesos Ternários
- A Matemática Por Trás da Mágica
- Passo 1: Dividindo em Pedaços
- Passo 2: Organizando as Linhas
- Juntando Tudo
- Qual É o Resultado?
- Benefícios no Mundo Real
- Memória É Importante
- O Recado
- E Agora?
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Modelos de Linguagem Grande (LLMs) são tipo calculadoras chiques pra palavras. Eles tão muito bons em entender e gerar texto, por isso você pode ter visto eles em chatbots ou assistentes de escrita. Mas tem um porém: eles podem ser lentos como uma lesma atravessando um deserto se você não tiver a tecnologia certa pra rodar eles. Isso significa que usar LLMs pode ser caro e complicado, especialmente se você não tiver um computador super potente.
O Problema da Inference Lenta
Pensa na inferência como o momento em que um LLM pega uma pergunta e te dá uma resposta. É como esperar o seu amigo decidir onde ir jantar depois que você perguntou. Se seu amigo demora horrores pra pensar, você pode ficar frustrado, né? Bom, os LLMs podem ser irritantemente lentos, especialmente porque eles usam muitos cálculos que requerem vários recursos, tipo placas de vídeo tops.
Por Que os LLMs São Tão Lentos?
A razão pelos LLMs serem lentos é que eles se jogam em cálculos pesados. É como tentar correr uma maratona com uma mochila cheia de tijolos. Pra mudar isso, os pesquisadores tão procurando jeitos de fazer esses modelos funcionarem mais rápido sem toda a frescura.
Pesos Ternários
A Grande Ideia:Uma maneira de acelerar as coisas é simplificar os cálculos. Imagina que você tem que contar todas as balas num pote – dá um trabalho danado! Mas se você souber que só tem três tipos de balas (vamos dizer chocolate, goma e azeda), contar fica bem mais fácil. Essa é a ideia por trás do uso de pesos ternários, que significa que a gente limita as opções de cálculos a só alguns valores.
O Plano: Tornando a Inferência Mais Rápida
Agora, vamos ver o que os pesquisadores fizeram pra resolver o problema da velocidade. Eles criaram um plano pra fazer a inferência ser mais rápida e usar menos memória focando em como o modelo trabalha com esses pesos ternários.
Pré-processando Pesos Ternários
Antes de entrar nos detalhes, vamos entender o que é Pré-processamento. É só uma maneira chique de dizer que estamos preparando tudo antes de realmente começar a usar o modelo. É como preparar todos os ingredientes antes de cozinhar.
Os pesquisadores perceberam que, uma vez que você treina um modelo, os pesos não mudam. Então, eles decidiram arranjar tudo de um jeito que permite que eles façam o trabalho duro uma vez e reaproveitem os resultados. Criando uma espécie de índice ou mapa pros pesos, eles conseguiram ajudar o modelo a fazer seu trabalho mais rápido.
A Matemática Por Trás da Mágica
Beleza, vamos manter isso simples! Quando você trabalha com LLMs, eles costumam fazer muitas multiplicações de matrizes. Pense em matrizes como grandes tabelas de números. Se você tiver que multiplicar essas tabelas toda vez que usar o modelo, vai demorar uma eternidade. Então, os pesquisadores focaram em acelerar isso.
Passo 1: Dividindo em Pedaços
Um dos primeiros passos foi dividir as matrizes em pedaços menores. Ao invés de atacar a tabela toda de uma vez, eles decidiram trabalhar com partes menores. Assim como comer uma fatia gigante de pizza de bocada em bocada, fica muito mais tranquilo.
Passo 2: Organizando as Linhas
Uma vez que eles tinham suas partes menores, o próximo movimento foi organizar as linhas dessas partes menores. É como alinhar livros numa prateleira pra você encontrar fácil o que precisa. Essa ordenação ajuda a acelerar os cálculos porque itens semelhantes ficam juntos.
Juntando Tudo
Depois de quebrar e organizar as partes, os pesquisadores estavam prontos pra fazer a multiplicação de verdade. Eles montaram um sistema pra calcular os produtos desses pedaços, o que efetivamente acelerou todo o processo.
Qual É o Resultado?
Todo esse esforço valeu a pena! No final da pesquisa, eles conseguiram mostrar que seus métodos reduziram significativamente o tempo pra obter respostas dos LLMs. Em alguns casos, eles até conseguiram até 29 vezes mais rápido! É como esperar seu amigo decidir sobre o jantar e depois perceber que ele quer sorvete no lugar.
Benefícios no Mundo Real
Então, o que isso significa pra gente, pessoas normais? Bom, LLMs mais rápidos significam que mais pessoas podem acessar essas ferramentas poderosas sem precisar de computadores super chiques. Seja pra bater um papo com um bot ou usar um LLM pro trabalho, essas melhorias podem deixar as coisas mais tranquilas e fáceis pra todo mundo.
Memória É Importante
Não podemos esquecer da memória. Ao otimizar quanto espaço esses modelos precisavam, os pesquisadores também facilitaram o armazenamento e a execução dos LLMs. Eles efetivamente diminuíram os requisitos de armazenamento, que é como finalmente dar um jeito na bagunça do seu armário que você nunca usa.
O Recado
Resumindo, os pesquisadores chegaram em jeitos inteligentes de fazer os LLMs funcionarem mais rápido e de maneira mais eficaz. Focando em simplificar cálculos e pré-processar pesos, eles abriram um mundo de possibilidades. Isso significa melhor acesso aos LLMs pra todo mundo. Então, seja pra escrever um romance ou só descobrir o que vai ter pra jantar, esses avanços podem te ajudar a fazer isso mais rápido - e com muito menos dor de cabeça! E quem não gosta disso?
E Agora?
Ainda tem muito pra descobrir quando se trata de otimizar LLMs. Os pesquisadores tão buscando mais formas de melhorar esses modelos, deixando eles ainda mais rápidos e fáceis de usar. A jornada não termina aqui; é só o começo. Podemos estar à beira de desenvolvimentos empolgantes no futuro, fazendo com que os LLMs não sejam só ferramentas pra pessoas que manjam de tecnologia, mas algo que todo mundo pode usar - meio que ter um assistente pessoal no bolso.
Conclusão
Os Modelos de Linguagem Grande já tão fazendo coisas incríveis, mas com melhorias contínuas, eles podem se tornar muito mais eficientes e fáceis de usar. Com tempos de resposta mais rápidos e menores necessidades de memória, as aplicações potenciais pra esses modelos são ilimitadas. Desde educação até entretenimento, as possibilidades são praticamente infinitas. Da próxima vez que você usar um LLM, pense na tecnologia legal que rola pra fazer isso funcionar. Quem sabe o que o futuro reserva? Sorvete pro jantar, talvez?
Título: An Efficient Matrix Multiplication Algorithm for Accelerating Inference in Binary and Ternary Neural Networks
Resumo: Despite their tremendous success and versatility, Large Language Models (LLMs) suffer from inference inefficiency while relying on advanced computational infrastructure. To address these challenges and make LLMs more accessible and cost-effective, in this paper, we propose algorithms to improve the inference time and memory efficiency of 1.58-bit LLMs with ternary weight matrices. Particularly focusing on matrix multiplication as the bottle-neck operation of inference, we observe that, once trained, the weight matrices of a model no longer change. This allows us to preprocess these matrices and create indices that help reduce the storage requirements by a logarithmic factor while enabling our efficient inference algorithms. Specifically, for a $n$ by $n$ weight matrix, our efficient algorithm guarantees a time complexity of $O(\frac{n^2}{\log n})$, a logarithmic factor improvement over the standard $O(n^2)$ vector-matrix multiplication. Besides theoretical analysis, we conduct extensive experiments to evaluate the practical efficiency of our algorithms. Our results confirm the superiority of the approach both with respect to time and memory, as we observed a reduction in inference time up to 29x and memory usage up to 6x.
Autores: Mohsen Dehghankar, Mahdi Erfanian, Abolfazl Asudeh
Última atualização: 2024-12-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.06360
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.06360
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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