微軟開源 1bit 大模型推理框架!
現在 1000 億參數大模型量化后單 CPU 可跑,速度可達每秒 5-7 個 token。
比如在蘋果 M2 新品上運行 BitNet b1.58 3B 模型,be like:

就是今年爆火論文 The Era of 1-bit LLMs 的官方代碼實現,開源不到一周 GitHub 已攬獲 7.9k Star。

傳統大模型參數以 16 位浮點數(如 FP16 或 BF16)形式的存儲,而 BitNet b1.58 將其統統變成了三進制,也就是{-1, 0, 1}。

這里的“1.58 bit”指每個參數可以用 1.58 位的信息來表示。
轉換之后,矩陣中的計算就只會涉及到加法,因此會讓大模型在保持一定精度的同時,顯著減少所需的存儲空間和計算資源,也顯著提升了在本地設備上運行 LLM 的可能性。
這個項目開源后,在 X 上也受到了一波高度關注。

bitnet.cpp 是 1bit LLM(例如 BitNet b1.58)的官方推理框架。
該框架配備了一系列優化內核,支持在 CPU 上進行快速且無損的 1.58bit 模型推理,未來將擴展支持 NPU 和 GPU。
bitnet.cpp 的首版主要支持 CPU 推理。
具體性能改進方面,在 ARM CPU 上,該框架可實現 1.37 至 5.07 倍的加速,而且更大的模型將有更顯著的性能提升。
同時,它能將能耗降低 55.4% 至 70.0%,進一步增強效率。

在 x86 CPU 上,加速效果介于 2.37 至 6.17 倍之間,能耗減少 71.9% 至 82.2%。

網友們也發現了華點,在 x86 上的性能增益量比 ARM 更大。

此外,bitnet.cpp 能使千億參數模型量化后單 CPU 可跑,速度可達每秒 5-7 個 token,接近人類閱讀速度。
微軟還展示了使用 bitnet.cpp 推理框架支持的不同 1 bit LLM。

1 bit LLM 的實現方法,微軟在一年前就有相關研究,稱為 BitNet(一種 Transformer),用 BitLinear 替換了 nn.Linear。


今年二月,BitNet 原班人馬在上一篇論文的基礎之上做了優化,提出 BitNet b1.58,在原始 BitNet 的基礎上增加了一個額外的 0 值。
然后這篇內容只有 6 頁的論文引發熱議:

BitNet b1.58 模型的權重被量化為三元值 {-1, 0, 1},相當于在二進制系統中使用了 1.58 bit 來表示每個權重。
采用了 absmean 量化函數來約束權重,將權重矩陣通過其平均絕對值進行縮放,然后四舍五入到最接近的整數值(-1、0 或 1)。

激活量化中,激活值被縮放到 [?Qb, Qb] 的范圍,以此來消除零點量化。
在架構設計上,BitNet b1.58 借鑒了 Llama,使用了 RMSNorm、SwiGLU、旋轉位置編碼等組件,并移除了所有偏置項。這種設計使其能夠輕松集成到主流的開源框架中。
實驗中,與 Llama 相比,BitNet b1.58 在矩陣乘法方面節省了 71.4 倍的計算能耗。

這種方法發布后,也有不少人在這項研究的基礎之上進行探索。
其中一個問題是,BitNet b1.58 將每個參數僅用三元值表示,但是所有這些都需要從頭開始訓練模型,并不是誰都有預算來進行 LLM 預訓練。
而 Huggingface Transformers 最近整合了 BitNet b1.58,運用了一些技巧,使得現有模型可以直接微調到 1.58bit。
感興趣的童鞋可以自行查閱。

不過也有網友指出了這種方法的局限:

總之,1 bit LLM 具有巨大的潛力。
但也正如網友所言,1 bit LLM 關鍵還得是能在實踐中證明自己。

參考鏈接:
[1]https://github.com/microsoft/BitNet
[2]https://x.com/rohanpaul_ai/status/1847814379657462201
[3]https://x.com/rohanpaul_ai/status/1848172443258728860?s=46&t=iTysI4vQLQqCNJjSmBODPw
[4]https://huggingface.co/blog/zh/1_58_llm_extreme_quantization
本文來自微信公眾號:微信公眾號(ID:QbitAI),作者:西風,原標題《微軟開源爆火 1.58bit 大模型推理框架!千億參數模型量化后單 CPU 可跑,速度每秒 5-7 個 token》
本文鏈接:http://m.www897cc.com/showinfo-26-125201-0.html微軟開源 1.58bit 推理框架:千億參數模型量化后單 CPU 可跑,速度每秒 5-7 個 token
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