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Tornando Modelos de Linguagem Grande Menores e Mais Rápidos

Aprenda sobre quantização e como ela impacta os modelos de linguagem.

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Modelos de Linguagem Grandes (LLMs) são como robôs superinteligentes da internet. Eles conseguem responder perguntas, escrever histórias e até ajudar com programação. Mas, esses modelos podem ser meio que uma mala gigante e cheia quando se trata de rodá-los em computadores – eles ocupam muito espaço e precisam de muita energia.

E se a gente conseguisse diminuir eles um pouco sem perder a inteligência? É aí que entra a Quantização. Pense nisso como colocar sua mala gigante dentro de uma bolsa menor e mais fácil de carregar, sem deixar suas sapatos favoritos pra trás.

O que é Quantização?

Quantização é uma palavra chique pra fazer algo menor. No caso dos LLMs, isso significa reduzir o tamanho dos números dentro do modelo. Em vez de usar números grandes e detalhados, a gente usa uns menores que ainda são bons o suficiente pra manter a esperteza do modelo. Isso torna o modelo mais rápido e fácil de usar.

Imagina se seu cérebro conseguisse lembrar de tudo, mas decidisse só reter as partes importantes – isso é mais ou menos o que a quantização faz!

A Grande Pergunta: Precisão vs. Desempenho

Agora, quando a gente comprime um modelo, precisa perguntar: "Estamos perdendo qualidade?" É tipo amassar a última fatia de pizza – pode até ainda estar gostosa, mas não vai parecer tão bonita.

No mundo dos LLMs, precisamos equilibrar velocidade e precisão. Se a gente faz o modelo rodar mais rápido, mas ele começa a dar respostas bobas, isso não é bom. Nosso objetivo é encontrar o ponto ideal – onde o modelo ainda é esperto, mas não muito pesado.

Tipos de Formatos de Quantização

Assim como diferentes tipos de pizza (só pra garantir que você não tá com fome!), existem vários formatos pra quantizar modelos:

  1. FP8 (Ponto Flutuante 8): Esse é a opção leve e fofa. Ele mantém a maior parte da qualidade da versão de alta precisão, mas em um pacote menor.

  2. INT8 (Inteiro 8): Esse é como sua pizza de queijo clássica – confiável e saborosa. Usa números inteiros, tornando os cálculos mais simples.

  3. INT4 (Inteiro 4): A opção super fina. É pra quando você realmente precisa economizar espaço, mas pode perder um pouco do sabor.

Imagine tentando colocar cada uma dessas pizzas em uma caixa. A FP8 ocuparia mais espaço, enquanto a INT4 seria compacta, mas poderia tirar um pouco da experiência geral da pizza.

Por que Quantizar LLMs?

Rodar um modelo grande pode ser como tentar dirigir um caminhão gigante por uma viela pequena – simplesmente não rola suave. Usando a quantização, a gente consegue fazer esses modelos muito mais fáceis de rodar.

A velocidade é importante, especialmente quando você quer respostas rápidas. Os usuários não querem esperar enquanto o modelo encontra a resposta pra “Qual é a melhor maneira de cozinhar macarrão?” Eles querem agora!

O Estudo da Quantização

Então, qual é o plano? Fizemos uma grande pesquisa pra ver quão bem esses métodos de quantização funcionam. Olhamos pra uma variedade de tarefas, das simples às complicadas, pra ver quão precisamente os modelos performavam enquanto vigilantes à velocidade.

Os Testes

Pra verificar como os modelos estavam indo, usamos vários testes. Pense neles como provas pros modelos:

  • Testes Acadêmicos: Esses são como as provas finais da escola. Medem quão bem o modelo consegue raciocinar e dar respostas certas.

  • Testes do Mundo Real: Isso é mais como a aula de economia doméstica. Testa como o modelo se sai em cenários do dia a dia, como conversar ou escrever código.

Com esses testes, conseguimos ver se os modelos ainda conseguiam fazer seu trabalho depois de serem comprimidos.

Resultados: O Bom, o Mau e o Queijo

Descobertas de Precisão

Quando comparamos os modelos, algo interessante apareceu:

  • O formato FP8 estava quase perfeito. Ele mantinha as habilidades originais do modelo intactas.

  • O formato INT8 perdeu um pouquinho da qualidade, mas ainda se saiu bem o suficiente pra maioria das tarefas.

  • O formato INT4 era como a última fatia de pizza em uma festa – ainda boa, mas talvez não a melhor escolha se você quiser impressionar seus amigos.

No geral, descobrimos que quantizar os modelos não feriu tanto sua performance geral quanto muitos temiam. Eles ainda conseguiam gerar texto e responder perguntas sem perder a cabeça.

Insights de Desempenho

A gente também monitorou quão rápido os modelos trabalhavam. Aqui é onde as coisas ficaram emocionantes!

  • O formato W4A16 se destacou em situações onde cada milissegundo conta. É como ter um serviço de entrega de pizza super-rápido – todo mundo ama!

  • Para tarefas mais pesadas, como rodar várias consultas ao mesmo tempo, os formatos W8A8 mostraram muito bem suas habilidades, especialmente em máquinas potentes.

Qualidade da Geração de Texto

Não só checamos por respostas e números, mas também analisamos quão bem os modelos escreviam frases.

Aqui está o que encontramos:

  • Os modelos maiores geraram saídas que se pareciam muito com suas versões em tamanho real. Eles podem ter trocado uma palavra aqui ou ali, mas o sabor geral do texto ainda estava delicioso!

  • Os modelos menores mostraram alguma variação nas escolhas de palavras, mas ainda conseguiram manter as ideias principais.

Como Escolher o Formato Certo

Quando se trata de escolher um formato de quantização, é como escolher uma cobertura de pizza – depende do que você gosta e do que precisa:

  • Se você quer super velocidade e não se importa com uma quedinha na precisão, W4A16 pode ser seu melhor amigo.

  • Se você quer um bom equilíbrio e consegue trabalhar com modelos ligeiramente maiores, os formatos W8A8 podem ser o caminho.

  • Pra quem precisa da melhor precisão possível, ficar com FP8 é inteligente.

Conclusão: A Última Fatia

Na aventura da quantização de LLM, aprendemos que podemos deixar esses modelos mais finos e rápidos sem sacrificar muito da sua inteligência. Com o formato certo, é possível continuar recebendo respostas rápidas e eficientes.

Então, seja pra conversar com um modelo, fazer ele resolver problemas de matemática ou ajudar você a escrever aquele romance que você sempre sonhou, lembre-se: a quantização está aqui pra salvar o dia – ou pelo menos te dar uma mala mais leve.

Guarde esse conhecimento, e você vai ser um pro da quantização, impressionando amigos e familiares com suas novas habilidades em pouco tempo!

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: 2024-11-04 00:00:00

Idioma: English

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

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

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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