动态剪枝网络节点以提升大语言模型效率基础模型,如大语言模型和视觉语言模型,正变得越来越流行,但其能源效率低下和计算成本高昂仍然是广泛部署的障碍。 例如,基于几个德语单词的发音,模型可能会预测上下文是“德语音频”,其可能性超过了门阈值。该预测会打开一部分合适的路径,同时关闭其他路径。先前的剪枝方法侧重于对模型层和卷积核进行细粒度剪枝。 然而,层剪枝可能会损害模型的结构完整性,而细粒度的核剪枝可能会抑制模型适应不同输入的能力。模块级剪枝使我们能够在结构灵活性和解释不同上下文的能力之间取得平衡。 该模型被训练在运行时动态剪枝不相关的模块,这鼓励每个模块专门处理不同的任务。在实验中,我们的模型表现出与传统模型相当的性能,但使用的GPU数量减少了30%,从而降低了成本并提高了速度。 例如,如果我们要求模型将德语语音转录为文本,则只有用于德语和语音的模块会被激活。这项工作专注于处理语音任务的基础模型。
模型剪枝就是删除小于一定阈值的连接或神经元节点得到更加稀疏的网络。 在这个过程中很有可能因为连接剪枝是一个非常不规则的操作,我们实现的时候通常会维护一个维度相等的矩阵,称为掩膜(mask)矩阵。 剪枝的不同力度,从单个神经元和连接到整个网络层 模型剪枝的力度可以是权重、神经元到整个网络层。 但是这两种方法只是在训练的时候使用,在测试的时候是不会对模型产生影响的,所以它们终究还不是应用于模型剪枝的方法。 权重的冗余性 我们之所以能够对模型进行剪枝,本质上还是网络中的一些参数是冗余的,我们删除一些并不会对网络造成很大的影响,所以才可以去剪枝。 ====] - 3s 4ms/step - loss: 0.0705 - accuracy: 0.9800 - val_loss: 0.0706 - val_accuracy: 0.9766 对比基准模型和剪枝模型
图1:DecEx-RAG 框架示意图,展示搜索树的扩展与剪枝过程 决策阶段解决两个问题:该停还是该继续?如果继续的话用内部知识还是去检索外部信息?每一步模型都要做出终止决策 σₜ 和检索决策 δₜ。 而剪枝策略是 DecEx-RAG 的一大亮点:搜索树扩展太快会导致计算量爆炸所以需要动态剪枝,每一层做多次 rollout 模拟不同决策,把结果汇总成中间奖励;超过一半样本认为该停就停;如果内部知识生成的答案分数够高 实测效果也是相当不错的,平均扩展时间从 743.2 秒压缩到 134.9 秒,快了将近 6 倍性能却几乎没有损失。 理论上这种剪枝把复杂度从指数级拉到了线性级。在实际测试中单问题扩展时间从 743.2 秒降到 134.9 秒,6 倍提速而且可以保证性能不降。 第二步是直接偏好优化(DPO):剪枝前模型会生成多组候选决策和执行结果,把这些配对保存下来用于偏好训练,让模型学会区分好的和不够好的选择。
动态剪枝网络节点以提升大模型效率受大脑中专门化处理区域启发的语言模型,可显著节省时间和成本。 作者:Jing Liu, Grant Strimel2025年7月21日阅读时长:3分钟基础模型(FMs),如大型语言模型和视觉语言模型,正日益普及,但其能源效率低下和计算成本高昂的问题仍然是更广泛部署的障碍 例如,基于几个德语单词,模型可能会以超过门控阈值的可能性预测上下文为“德语音频”。该预测会打开一组适当的通路,同时关闭其他通路。先前的剪枝方法主要集中在模型层和卷积核的细粒度剪枝上。 然而,层剪枝会损害模型的结构完整性,而细粒度核剪枝会抑制模型适应不同类型输入的能力。模块级剪枝使我们能够在结构灵活性和解释不同上下文的能力之间取得平衡。 该模型经过训练,可在运行时动态剪枝无关模块,从而鼓励每个模块专注于不同的任务。在实验中,我们的模型表现出与传统模型相当的性能,但使用的GPU减少了30%,从而降低了成本并提高了速度。
如何通过剪枝使模型更小,含代码示例及详细解释。 我们了解到,剪枝是一种模型优化技术,包括去掉权重张量中不必要的值。这使模型更小且精度和基线模型非常接近。 在本文中,我们将通过一个示例来应用剪枝,并查看对最终模型大小和预测误差的影响。 之后,我们将它与全局剪枝后的模型比较,然后与只剪稠密层的模型比较。 ,我们注意到它略高于未剪枝模型。 比较从不同剪枝参数得到的 MSE 是有意义的,这样你可以保证模型性能不会更差。 ---- 比较模型大小 现在让我们比较有剪枝和没有剪枝的模型的大小。我们开始训练并保存模型的权重以便以后使用。
模型剪枝的定义深度学习网络模型从卷积层到全连接层存在着大量冗余的参数,大量神经元激活值趋近于0,仅仅只有少部分(5-10%)权值参与着主要的计算. 将这些神经元去除后可以表现出同样的模型表达能力,这种情况被称为过参数化,而对应的技术则被称为模型剪枝。 它能帮助我们获得一个更简单,更高效的模型. 从而减小模型对于计算空间和时间的消耗。二. 模型剪枝的分类 根据粒度的不同,至少可以粗分为4个粒度。 而滤波器剪枝(Filter-level) 只改变了网络中的滤波器组和特征通道数目,所获得的模型不需要专门的算法设计就能够运行,被称为结构化剪枝。 模型剪枝的步骤模型剪枝的步骤如下:[image.png]第一步:训练一个基准模型。第二步:去掉一些不重要的连接,得到剪枝后的网络。
剪枝不仅可以减少模型的存储和计算需求,还能在保持模型性能的同时提高模型的泛化能力。 剪枝定义模型剪枝也叫模型稀疏化,不同于模型量化通过减少表示权重参数所需的比特数来压缩模型,它直接删除模型中 “不重要” 的权重,从而学习到一个参数更加稀疏化的神经网络,同时要尽可能的保持模型精度,下图展示了两种方法的区别 前三种剪枝流程在模型实际部署推理之前,模型剪枝就已经完成且模型参数结构已确定,对不同的输入共享相同的模型结构和推理过程。 微调和重训练的过程可以帮助模型重新学习被剪枝的参数,并调整模型的参数以适应新的剪枝后结构。 如果剪枝结果未达到要求,会将微调之后的网络模型再送到剪枝模块中再次进行剪枝。如此不断迭代地进行模型剪枝优化,直到模型能够满足剪枝目标要求。
该方法旨在降低 LLMs 的计算需求,同时保持或提高模型的推理效率和任务性能。论文首先对类 Transformer 大语言模型的网络宽度和深度剪枝技术进行了详尽的对比分析。 论文的主要贡献在于提出了一种结构化剪枝方法,特别是针对深度剪枝,以压缩大语言模型。作者通过展示该方法在减小模型规模、提升推理速度以及在内存受限情况下维持出色的零样本任务性能,突显了其优势。 论文的研究结果显示,深度剪枝是一种有效的大语言模型压缩技术,尤其在资源受限的环境下表现突出。这对于推动大语言模型在边缘计算和移动设备上的实际应用具有深远意义。 论文的实验设置是否充分? 经过充分的实验证据支持,论文的结论合理地指出了深度剪枝方法在提升大语言模型推理效率方面的潜力和优势。 论文的后续研究方向是什么? 提出大语言模型专用剪枝方法 Shortened LLaMA Kim, B. K., Kim, G., Kim, T.
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他们检查了6种最先进的剪枝算法,发现对剪枝后的模型进行fine-tuning,只比使用随机初始化权重训练的网络的性能好一点点,甚至性能更差。 作者总结认为,这一发现有几个意义: 1)训练一个大型、over-parameterized的模型对于最终得到一个efficient的小模型不是必需的; 2)为了得到剪枝后的小模型,求取大模型的“important 网络剪枝的过程一般包括三个阶段:1)训练一个大型,过度参数化的模型,2)根据特定标准修剪训练好的大模型,以及3)微调(fine-tune)剪枝后的模型以重新获得丢失的性能。 表1:基于L1范数的通道剪枝的结果(准确度)。“剪枝模型”是从大型模型中进行剪枝的模型。原模型和剪枝模型的配置均来自原始论文。 表2:ThiNet的结果(准确度)。 在原始论文中不需要微调,因此存在一个“剪枝”列,而不是“微调”列 表6:非结构化剪枝的结果(准确度)“剪枝比”表示在所有卷积权重集中,进行剪枝的参数的比例。 表7:用于检测任务的剪枝结果(mAP)。
大语言模型剪枝的优化路径近年来,大语言模型(LLM)彻底改变了自然语言处理领域,并对计算机视觉、语音识别和机器翻译做出重大贡献。 LLM有效性的关键因素之一在于其训练所使用的超大规模数据集,但代价是模型体积过大,导致运行速度变慢和计算资源消耗增加。人工智能研究者们正积极寻求在保持性能的同时使大模型更紧凑的方法。 剪枝技术演进剪枝面临多重挑战:首先,训练大型LLM成本高昂,且训练完成后运行时成本也很高。虽然剪枝可以降低运行时成本,但若在构建过程后期进行会损害性能,而若在构建过程早期进行则会加剧训练成本问题。 在块级别进行剪枝节省资源,不会消耗大量GPU内存。虽然所有剪枝过程最初都会降低性能,但新方法能恢复性能。每次扫描块时,都会平衡剪枝与性能直至优化完成,然后继续处理下一个块。 这既保持了块级性能,也保证了整体模型质量。技术优势与应用前景在解码块级别进行剪枝是“轻柔”的,因为剪枝影响局部化,对模型整体行为影响较小。逐块重复剪枝过程如同厨师“常尝”调味以确保风味平衡。
导语:模型剪枝算法核心在于找到“不重要”的参数并且实现裁剪。为寻找到较优的剪枝策略,我们往往需要尝试多种剪枝策略和剪枝策略性能评估。 通常剪枝策略评估方法是将剪枝后的模型训练到收敛或者训练规定好数量epoch后进行性能比较。不管是人工调试剪枝策略还是自动搜索剪枝策略,都需要多次评估剪枝策略。 因此,EagleEye提出一种快速并且准确衡量子网络性能的方法,加快剪枝的过程。 EagleEye 动机 传统模型剪枝的三步流程是:模型预训练、模型剪枝和finetuning。 因为剪枝后模型精度下降比较明显,finetuning能够有效提升剪枝后模型精度。 EagleEye论文中,对这一现象提出了两个问题: 裁剪的权重通常被认为是“不重要”的权重,为什么模型精度还会有如此大的下降?
值得一提的是,通过使用T5模型进行模型大小的消融实验,我们展示了提示微调随着规模的增加变得更加具有竞争力:当模型参数超过数十亿时,我们的方法“缩小了差距”并达到了模型微调(即调整所有模型权重)的强大性能 input和target,则使用原始的input embedding(5) 使用方式离散和连续template token混合时,显示地插入一下anchor(离散的token)有助于template的优化(6) ,无需verbalizer(4) 特点在小、大模型上,效果均优于P-tuning。 当参数量达10B,效果相当于FT6.LoRA(2021)(1) 论文信息来自论文:《LORA: LOW-RANK ADAPTATION OF LARGE LANGUAGE MODELS》(2)摘要自然语言处理的一个重要范式包括在通用领域数据上进行大规模预训练 Model),学习目标为而加入LoRA后,学习目标为:(6) 配置在多个部位$(Q/K/V/Output)$同时添加$\bigtriangleup W$ ,会比只在单一部分上添加权重$\bigtriangleup
6. 兼容复杂模型结构:对包含残差连接、注意力机制、归一化层等的模型更具鲁棒性。 模型冗余度高的场景:大模型训练时为避免过拟合,通常设计冗余结构(如多层卷积、多注意力头),剪枝可移除这些冗余结构,让模型更紧凑。 学生模型通过模仿教师的输出分布或深层语义表示,获得接近大模型的能力。模型剪枝(以结构化剪枝、30% 比例为例) 直接移除模型中冗余的部分。 需评估各层或参数的重要性(如基于梯度、权重幅值或敏感度分析),进行多轮剪枝与微调,并验证硬件兼容性,完整流程常需 5–10 天。6. 硬件友好度量化对硬件极其友好。 ()) / 1e6:.2f} M")剪枝突出的重点:- 1.
结构剪枝聚焦于去除模型结构的冗余,以精简模型结构来减小模型的存储空间,满足算力需求。 结构剪枝更具有针对性,不同于元素剪枝适用于所有模型,对于不同的模型结构,结构剪枝可以设计不同的剪枝策略。 剪枝操作也会对模型带来精度损失。 一般而言,根据剪枝流程的位置,可以将剪枝操作分为两种:训练时剪枝和后剪枝。 后剪枝则是在模型训练完成后,根据模型权重参数和剪枝测试选取需要剪枝的部分,比较粗暴,但与训练时剪枝所需的额外计算量和控制流程相比,后剪枝是较为简单的做法。 随后,将训练得到的 教师模型迁移到学生模型MobileBERT 中,三个模型的结构如图6 所示。 图6 三个模型的结构 bottleneck 层本质上就是一个变换特征向量维度的全连接层,结合图6,很容易理解MobileBERT 的模型结构,如表1所示,body 模块中的Linear 层就是新增的bottleneck
大模型压缩与效率优化:量化、剪枝与蒸馏的协同策略引言:大模型部署的效率困境当前,GPT-4、LLaMA等百亿甚至万亿参数大模型在各类任务上展现出卓越性能,但巨大的计算开销和内存占用严重限制了其实际部署。 剪枝的结构稀疏性优化剪枝通过移除冗余参数或结构来简化模型架构,但可能破坏模型的连通性和表达能力。3. 蒸馏的知识传递优化蒸馏通过将大模型知识迁移到小模型来保持性能,但受限于教师模型的表达能力和学生模型的容量。 torch.utils.data.DataLoader, epochs: int = 3) -> nn.Module: """微调剪枝后的模型 vocab_size=original_config.vocab_size, hidden_size=256, # 原始为768 num_hidden_layers=6,
6G与AI融合的未来方向 6G 网络的内生 AI 设计将赋能网络的AI大模型,同时使网络能够支持 AI 大模型的训练和服务。 另外,从小模型到大模型,生产效率跨越式提升基础通用大模型具有泛化性,网络智能化将从用例驱动转变为能力驱动,迅速降低应用开发门槛,加速 AI 工程化、规模化落地。 6G 网络将承担数据采集、预处理等数据服务,为云AI训练提供更好的支持。此外,6G 网络的分布式部署将使得 AI 大模型更靠近用户侧,从而在时延方面具有潜在优势。 在数据获取和处理方面,与 ChatGPT 不同,网络中存在大量结构化数据,且网络不同问题间的共性不清晰,网络 AI 大模型面临较大挑战。6G 网络面临如何有效采集适合AI大模型训练的数据的挑战。 而在构建 AI 大模型的路径上,需要分阶段探索,从离线小规模模型开始,逐步过渡到实时大规模模型,最终实现统一的网络 AI 大模型。 本文摘自于中国移动的“6G内生AI架构及AI大模”汇报材料。
为了解决这个问题,模型剪枝压缩成为了一种常用的方法。在本文中,我们将讲解如何使用YOLOv5模型进行剪枝压缩,以实现模型的高效部署。 模型剪枝压缩概述模型剪枝压缩是一种通过减少模型参数、减少冗余计算、优化模型结构等手段来减小模型体积和计算复杂度的方法。 YOLOv5模型剪枝压缩方法在进行YOLOv5模型剪枝压缩时,可以采用以下几种常用的方法:1. 通道剪枝通道剪枝是指通过剪枝模型中的冗余通道来减少模型的参数和计算量。 重新训练或微调:根据剪枝后的模型,重新训练或微调模型,以保持模型性能并提高模型压缩效果。模型部署:将剪枝压缩后的模型部署到目标设备上,并进行推理或应用。 然而,对于非常小或非常大的目标,YOLOv5可能会出现检测性能下降的情况,这是因为模型的感受野有限,难以捕捉到不同尺度目标的细节信息。
剪枝是模型压缩的一个子领域,依据剪枝粒度可以分为非结构化/结构化剪枝,依据实现方法可以大致分为基于度量标准/基于重建误差/基于稀疏训练的剪枝,并且逐渐有向AutoML发展的趋势。 在神经网络中可以用于度量的值主要分为3大块:Weight / Activation / Gradient。各种神奇的组合就产出了各种metric玩法。 剪枝之外 提升精度: 利用剪枝的方式来提升模型精度,比如DSD: Dense-Sparse-Dense Training for Deep Neural Networks(ICLR2017)利用非结构化剪枝 总结 一脉梳理下来感觉做纯的剪枝感觉很难了,对比人工设计的结构和准则,NAS出来的模型可以又小巧精度又高,剪枝也逐渐受其影响快、准、狠地寻找结构。 Reference 1、闲话模型压缩之网络剪枝(Network Pruning)篇 https://blog.csdn.net/jinzhuojun/article/details/100621397
---- 作者:Colorjam https://zhuanlan.zhihu.com/p/97198052 剪枝是模型压缩的一个子领域,依据剪枝粒度可以分为非结构化/结构化剪枝,依据实现方法可以大致分为基于度量标准 剪枝之外 提升精度: 利用剪枝的方式来提升模型精度,比如DSD: Dense-Sparse-Dense Training for Deep Neural Networks(ICLR2017)利用非结构化剪枝 总结 一脉梳理下来感觉做纯的剪枝感觉很难了,对比人工设计的结构和准则,NAS出来的模型可以又小巧精度又高,剪枝也逐渐受其影响快、准、狠地寻找结构。 Reference 闲话模型压缩之网络剪枝(Network Pruning)篇 技术文章配图指南 下载一:中文版!学习TensorFlow、PyTorch、机器学习、深度学习和数据结构五件套! 后台回复【五件套】 下载二:南大模式识别PPT 后台回复【南大模式识别】 ---- 投稿或交流学习,备注:昵称-学校(公司)-方向,进入DL&NLP交流群。