【AI实战】llama.cpp 量化部署 llama-33B

llama.cpp 量化介绍

量化模型是将模型中的高精度浮点数转化成低精度的int或其他类型得到的新的，花销更小，运行更快的模型。

Inference of LLaMA model in pure C/C++。

llama.cpp 运行期占用内存更小，推断速度也更快，同样的模型，7B 基础模型举例，32位浮点数的模型占用空间 27G，llama.cpp 量化后占用内存 9G 左右，推断速度为15字/秒。

对于使用 LLaMA 模型来说，无论从花销还是使用体验，量化这个步骤是不可或缺的。

环境配置

环境配置过程详情参考我的这篇文章；
【AI实战】从零开始搭建中文 LLaMA-33B 语言模型 Chinese-LLaMA-Alpaca-33B

llama-33B 模型下载、合并方法也是参考这篇文章：
【AI实战】从零开始搭建中文 LLaMA-33B 语言模型 Chinese-LLaMA-Alpaca-33B
得到的模型保存路径：“./Chinese-LLaMA-33B”

安装 llama.cpp

拉取 llama.cpp 仓库代码

git clone https://github.com/ggerganov/llama.cpp
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编译llama.cpp

使用GPU执行【推荐】：

cd llama.cpp
make LLAMA_CUBLAS=1
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使用CPU执行【安装简单】：

cd llama.cpp
make 
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生成量化版本模型

模型准备

将合并模型（选择生成pth格式模型）中最后一步生成的tokenizer.model文件放入zh-models目录下，模型文件consolidated.*.pth和配置文件params.json放入zh-models/33B目录下。

执行：

mkdir zh-models/
cp /notebooks/Chinese-LLaMA-Alpaca/Chinese-LLaMA-33B-pth/tokenizer.model zh-models/
mkdir zh-models/33B
cp /notebooks/Chinese-LLaMA-Alpaca/Chinese-LLaMA-33B-pth/consolidated.0* zh-models/33B/
cp /notebooks/Chinese-LLaMA-Alpaca/Chinese-LLaMA-33B-pth/params.json zh-models/33B/
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其中：路径 /notebooks/Chinese-LLaMA-Alpaca/Chinese-LLaMA-33B-pth/ 是 pth 格式模型路径。

结果如下：

llama.cpp/zh-models/
   - 33B/
     - consolidated.00.pth 
     - consolidated.01.pth 
     - consolidated.02.pth 
     - consolidated.03.pth 
     - ggml-model-f16.bin 
     - params.json
   - tokenizer.model
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将上述.pth模型权重转换为ggml的FP16格式

执行：

python convert.py zh-models/33B/
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生成文件路径为: zh-models/33B/ggml-model-f16.bin

对FP16模型进行4-bit量化

执行：

./quantize ./zh-models/33B/ggml-model-f16.bin ./zh-models/33B/ggml-model-q4_0.bin q4_0
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生成量化模型文件路径为zh-models/33B/ggml-model-q4_0.bin

推理速度测试

加载并启动模型

./main -m zh-models/33B/ggml-model-q4_0.bin --color -f prompts/alpaca.txt -ins -c 2048 --temp 0.2 -n 256 --repeat_penalty 1.1

一些常用的参数：

-c 控制上下文的长度，值越大越能参考更长的对话历史（默认：512）
-ins 启动类ChatGPT对话交流的instruction运行模式
-f 指定prompt模板，alpaca模型请加载prompts/alpaca.txt
-n 控制回复生成的最大长度（默认：128）
-b 控制batch size（默认：8），可适当增加
-t 控制线程数量（默认：4），可适当增加
--repeat_penalty 控制生成回复中对重复文本的惩罚力度
--temp 温度系数，值越低回复的随机性越小，反之越大
--top_p, top_k 控制解码采样的相关参数
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• 测试
  

量化方法选择及推理速度

相关结论：

• 默认的量化方法为q4_0，虽然速度最快但损失也是最大的，其余方法各有利弊，按实际情况选择
• 需要注意的是F16以及q8_0并不会因为增加线程数而提高太多速度
• 线程数-t与物理核心数一致时速度最快，超过之后速度反而变慢（M1 Max上从8改到10之后耗时变为3倍）
• 如果使用了Metal版本（即启用了苹果GPU解码），速度还会有进一步显著提升，表中标注为-ngl 1
• 综合推荐（仅供参考）：7B推荐Q5_1或Q5_K_S，13B推荐Q5_0或Q5_K_S
• 机器资源够用且对速度要求不是那么苛刻的情况下可以使用q8_0或Q6_K，接近F16模型的效果

33B推理速度表格

• 其他大小的模型推理速度参考
  https://github.com/ymcui/Chinese-LLaMA-Alpaca/wiki/llama.cpp%E9%87%8F%E5%8C%96%E9%83%A8%E7%BD%B2

参考

【AI实战】从零开始搭建中文 LLaMA-33B 语言模型 Chinese-LLaMA-Alpaca-33B
https://github.com/ymcui/Chinese-LLaMA-Alpaca
https://github.com/ymcui/Chinese-LLaMA-Alpaca/wiki/llama.cpp%E9%87%8F%E5%8C%96%E9%83%A8%E7%BD%B2
https://github.com/ggerganov/llama.cpp