用神经架构搜索给LLM瘦身,模型变小,准确度有时反而更高

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简介: 【6月更文挑战第20天】研究人员运用神经架构搜索(NAS)压缩LLM,如LLaMA2-7B,找到小而精准的子网,降低内存与计算成本,保持甚至提升性能。实验显示在多个任务上,模型大小减半,速度加快,精度不变或提升。NAS虽需大量计算资源,但结合量化技术,能有效优化大型语言模型。[论文链接](https://arxiv.org/pdf/2405.18377)**

随着大型语言模型(LLM)在自然语言处理(NLP)和复杂推理任务中的广泛应用,如何在保持或提高性能的同时减少模型的内存和计算成本,成为了一个重要的研究方向。

在这篇名为《LLAMA-NAS: Efficient Neural Architecture Search for Large Language Models》的论文中,来自Intel Labs的研究人员提出了一种基于神经架构搜索(NAS)的方法,用于优化LLM的架构,使其更小、更高效。他们以LLaMA2-7B模型为例,展示了通过NAS可以找到更小、更准确的子网络,从而在保持性能的同时减少模型的内存和计算需求。

神经架构搜索(NAS)是一种自动化设计神经网络的方法。它通过搜索大量的网络架构,并根据特定的性能指标(如准确率、运行时间等)进行评估和选择,从而找到最佳的网络架构。

在LLM中应用NAS可以带来两个方面的好处:首先,NAS可以通过搜索更小、更高效的子网络来减少模型的内存和计算需求;其次,NAS可以通过优化子网络的架构来提高模型的性能。

LLaMA2-7B模型是Meta Research开源的一个大型语言模型,它包含70亿个参数,并经过大规模的预训练。尽管LLaMA2-7B模型在许多任务上表现出色,但它的内存和计算需求也非常高,这使得它在许多实际应用场景下难以部署。

为了解决这个问题,研究人员提出了一种基于NAS的方法,用于优化LLaMA2-7B模型的架构。他们首先使用InstaTune方法对LLaMA2-7B模型进行微调,然后使用Lightweight Iterative Neural Architecture Search(LINAS)算法在微调后的模型上进行搜索。

研究人员在四个标准基准任务上进行了实验,包括AI2 Reasoning Challenge、Massive Multitask Language Understanding、TruthfulQA和WinoGrande。他们发现,通过NAS可以找到更小、更准确的子网络,从而在保持性能的同时减少模型的内存和计算需求。

例如,在AI2 Reasoning Challenge任务上,他们找到了一个比原始LLaMA2-7B模型小1.5倍的子网络,但准确率相同;在Massive Multitask Language Understanding任务上,他们找到了一个比原始模型小1.5倍、快1.3倍的子网络,但准确率提高了1.1%。

此外,他们还发现,通过将子网络进行量化(将权重从FP16转换为INT8),可以进一步减少模型的内存和计算需求,而准确率损失很小。

这篇论文展示了一种基于神经架构搜索的方法,用于优化LLM的架构,使其更小、更高效。通过在LLaMA2-7B模型上的实验,他们证明了NAS可以找到更小、更准确的子网络,从而在保持性能的同时减少模型的内存和计算需求。此外,他们还展示了量化技术可以进一步减少模型的内存和计算需求,而准确率损失很小。

然而,需要注意的是,NAS方法通常需要大量的计算资源和时间来完成搜索过程。此外,NAS方法的可解释性较差,难以理解为什么特定的子网络架构比其他架构更好。因此,在实际应用中,可能需要权衡NAS方法的好处和成本。

论文地址:https://arxiv.org/pdf/2405.18377

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