使用llama.cpp量化模型

概要

大模型量化是指在保持模型性能尽可能不变的情况下，通过减少模型参数的位数来降低模型的计算和存储成本。本次实验环境为魔搭社区提供的免费GPU环境（24G），使用Llama.cpp进行4bit量化可以大幅减少大语言模型的内存占用，并提高推理效率。本次采用的模型为前一篇博客所写的基准模型与LoRA微调后的合并模型。

整体实验流程

1. 由于基准模型较大就直接在服务器上下载并上传LoRA参数合并。

   连不上huggingface，就用的魔搭社区的模型。
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from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM
import torch
from modelscope import snapshot_download
#模型下载 
model_dir = snapshot_download('ChineseAlpacaGroup/llama-3-chinese-8b-instruct-v3')
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_dir)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_dir, device_map="auto", torch_dtype=torch.float16)

!pip install -q peft==0.3.0
from peft import PeftModel
# 载入预训练的 LoRA 模型
model_lora = PeftModel.from_pretrained(
    model,
    'lora',
    torch_dtype=torch.float16
)
# 合并和卸载模型
model_lora = model_lora.merge_and_unload()
# 保存模型
model_lora.save_pretrained('ddd/conbine')
tokenizer.save_pretrained('ddd/conbine')
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2. 下载Llama.cpp，用的github的。并make编译，接下来的代码部分均在Linux终端上操作。

git clone https://github.com/ggerganov/llama.cpp
cd llama.cpp
make
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make过程比较久，耐心等待一会。

3. 模型文件类型为safetensors，需要将其转换成gguf格式，如果本身是gguf则跳过这一步。

   标记出来的这个三个为接下来使用到的文件或者文件夹。
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python convert_hf_to_gguf.py  /原模型路径/     --outfile  ./输出路径/gguf格式文件名.gguf
python convert_hf_to_gguf.py  ../ddd/conbine/ --outfile  ./models/ggml-8b-f16.gguf
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加载完后得到一个ggml-8b-f16.gguf的文件，大小为16.1G。

4. 接下来开始量化操作，可以量化到8位，也可以4位，我就采用的4位。

./llama-quantize ./新模型路径/新模型名.gguf  ./输出路径/4位gguf格式文件名.gguf Q4_K_M 采用4位  如果8位就Q8_K_M
./llama-quantize ./models/ggml-8b-f16.gguf      ./models/ggml-8b-Q4.gguf         Q4_K_M
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这个加载时间也久，加载完后得到一个ggml-8b-Q4.gguf文件，大小只有4685MB。

5. 量化完成了部署试一下。

这里有很多参数设置比如top_k啥的，可以百度一下。如下图所示。
./llama-cli -m ./models/ggml-8b-Q4.gguf -c 512 -b 64 -n 256 -t 12 --repeat_penalty 1.0 --top_k 20 --top_p 0.5 --color -i -r "助手:" -f prompts/chat-with-baichuan.txt
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结果展示：这个结果不太好，之前微调的模型还有很多问题，这里只是给大家演示一下。

技术细节

• 如果是用的官方的Llama.cpp有时候需要注意库是否有更新，命令不正确可以去看看github是不是命令改了。

小结

Llama.cpp 是一个轻量级的C++库，旨在帮助用户在资源受限的环境中高效地运行大型语言模型。

• 轻量级：Llama.cpp设计简单，代码库小，易于理解和修改，适合在嵌入式设备或移动设备上运行。

• 高效：通过优化的内存管理和计算，Llama.cpp能够在性能有限的硬件上高效运行大模型。

• 跨平台：支持多种操作系统，包括Linux、Windows和MacOS。

• 量化支持：内置了对模型进行量化的支持，如4bit、8bit等，能够显著降低内存使用和计算需求。

• 易用性：提供了简单的API，用户可以方便地加载模型并进行推理。