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tnt123688 / chatGLM2-6B-QLoRA

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README

ChatGLM-6B-QLoRA

介绍

本项目使用peft库,实现了ChatGLM-6B/chatGLM2-6B模型4bit的QLoRA高效微调,可以在一张RTX3060上完成全部微调过程。

内容包括:

  1. 环境配置

  2. 数据集介绍

  3. ChatGLM-6B/chatGLM2-6B的QLoRA训练完整流程

  4. ChatGLM-6B/chatGLM2-6B的推理流程

    • 使用adapter做推理
    • 合并adapter和basemodel做推理
    • 量化合并后的模型做推理
  5. 推理性能测试

  6. QLoRA微调前后的效果比对

特别说明:

无特别理由,强烈推荐使用chatGLM2-6B,理由如下:

  1. chatGLM2-6B的推理效率比chatGLM-6B快30%~50%,见本文档5. 推理性能测试章节
  2. chatGLM2-6B在微调前的输出质量就远高于chatGLM-6B,微调后的loss值更低
  3. chatGLM2-6B几乎没有灾难性疑问的情况,微调后对数据集外的问题仍然能输出高质量的答案
  4. chatGLM2-6B和1代模型比,目前微调或推理时的显存占用应该差别不大,如果出现微调时显存占用明显大于1代模型,请拉取最新的2代模型,尤其是里面的脚本文件

环境配置

环境依赖

  • CUDA >= 11.7

  • python依赖项

    peft==0.4.0.dev0
    transformers==4.30.2
    datasets==2.12.0
    tqdm==4.65.0
    loguru==0.7.0
    fire==0.5.0
    bitsandbytes==0.39.0
    wandb==0.15.3
    cpm_kernels==1.0.11
    accelerate==0.20.3
    sentencepiece==0.1.99

    注意:其中带有dev0后缀的包,当前在各个pip源还无法索引到,可先安装低版本后再用以下命令升级,比如安装peft==0.3.0,再执行以下命令:

    pip install -q -U git+https://github.com/huggingface/peft.git

推荐环境

推荐使用docker镜像,如下:

docker pull huggingface/transformers-pytorch-gpu:4.29.1
docker run -tid -v /your/data/path:/home -p 58323:58323 --gpus all huggingface/transformers-pytorch-gpu:4.29.1

# 上面命令中的 -p 58323:58323 如果你想用tensorboard查看训练过程,需要映射一个端口出来

# 进入容器
docker exec -ti container_name /bin/bash

进入容器后,执行:

python3 -m pip install --upgrade pip

pip install -q -U bitsandbytes
pip install -q -U git+https://github.com/huggingface/peft.git
pip install transformers==4.30.2
pip install accelerate==0.20.3

注:理论上更高版本的transformers库应该可以正常运行本项目。

数据集介绍

数据集使用ADGEN广告数据集,任务为根据instruction生成一段广告词,见本项目data文件夹,每条样本为一行,形式为:

{
  "instruction": "类型#裤*版型#宽松*风格#性感*图案#线条*裤型#阔腿裤", 
  "output": "宽松的阔腿裤这两年真的吸粉不少,明星时尚达人的心头爱。毕竟好穿时尚,谁都能穿出腿长2米的效果宽松的裤腿,当然是遮肉小能手啊。上身随性自然不拘束,面料亲肤舒适贴身体验感棒棒哒。系带部分增加设计看点,还让单品的设计感更强。腿部线条若隐若现的,性感撩人。颜色敲温柔的,与裤子本身所呈现的风格有点反差萌。"
}

其中训练数据train.jsonl共计114599条,验证数据dev.jsonl共计1070条。

训练流程

进入本项目目录,训练启动命令如下:

python3 train_qlora.py \
--train_args_json chatGLM_6B_QLoRA.json \
--model_name_or_path THUDM/chatglm-6b \
--train_data_path data/train.jsonl \
--eval_data_path data/dev.jsonl \
--lora_rank 4 \
--lora_dropout 0.05 \
--compute_dtype fp32

训练chatGLM2-6B只要修改model_name_or_path参数为THUDM/chatglm2-6b.

其中chatGLM_6B_QLoRA.json文件为所有transformers框架支持的TrainingArguments,参考:https://huggingface.co/docs/transformers/main_classes/trainer#transformers.TrainingArguments

默认如下,可根据实际情况自行修改:

{
    "output_dir": "saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32",
    "per_device_train_batch_size": 4,
    "gradient_accumulation_steps": 8,
    "per_device_eval_batch_size": 4,
    "learning_rate": 1e-3,
    "num_train_epochs": 1.0,
    "lr_scheduler_type": "linear",
    "warmup_ratio": 0.1,
    "logging_steps": 100,
    "save_strategy": "steps",
    "save_steps": 500,
    "evaluation_strategy": "steps",
    "eval_steps": 500,
    "optim": "adamw_torch",
    "fp16": false,
    "remove_unused_columns": false,
    "ddp_find_unused_parameters": false,
    "seed": 42
}

对参数compute_type,可选fp16, bf16fp32,实测使用fp16, bf16这两种计算速度有明显提升,相同的epoch只需要大约一半的时间,但出现loss收敛较慢的情况,默认选择fp32.

关于这个参数的选择,可能需要根据数据集做不同的尝试。

训练截图(chatGLM-6B)

  • 显存占用,batch_size = 4

    img.png

  • chatGLM-6B的loss曲线,训练一个epoch,可以看到loss还在下降

    img.png img.png

    经过实测在训练一个epoch的情况下,chatGLM-6B的loss在3.4左右,chatGLM2-6B的loss可以到2.9

默认会在saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32文件夹中生成一个runs的文件夹,可进入saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32文件夹,用以下命令启动tensorboard,查看训练曲线:

tensorboard --logdir runs --port 'your port' --bind_all

模型推理

训练过程会保存adapter的checkpoint及最终的adapter文件,默认配置下chatGLM-6B每个文件的情况如下:

-rw-r--r-- 1 root root  417 Jun  2 21:14 adapter_config.json
-rw-r--r-- 1 root root 7.1M Jun  2 21:14 adapter_model.bin
-rw-r--r-- 1 root root  15M Jun  2 21:14 optimizer.pt
-rw-r--r-- 1 root root  15K Jun  2 21:14 rng_state.pth
-rw-r--r-- 1 root root  627 Jun  2 21:14 scheduler.pt
-rw-r--r-- 1 root root 2.0K Jun  2 21:14 trainer_state.json
-rw-r--r-- 1 root root 3.9K Jun  2 21:14 training_args.bin

保存的adapter只有约7M的大小。

使用adapter推理

推理代码如下:

import torch
from transformers import AutoModel, AutoTokenizer, BitsAndBytesConfig
from peft import PeftModel, PeftConfig


peft_model_path = 'saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32'

config = PeftConfig.from_pretrained(peft_model_path)
q_config = BitsAndBytesConfig(load_in_4bit=True,
                              bnb_4bit_quant_type='nf4',
                              bnb_4bit_use_double_quant=True,
                              bnb_4bit_compute_dtype=torch.float32)

base_model = AutoModel.from_pretrained(config.base_model_name_or_path,
                                       quantization_config=q_config,
                                       trust_remote_code=True,
                                       device_map='auto')

input_text = '类型#裙*版型#显瘦*风格#文艺*风格#简约*图案#印花*图案#撞色*裙下摆#压褶*裙长#连衣裙*裙领型#圆领'
print(f'输入:\n{input_text}')
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(config.base_model_name_or_path, trust_remote_code=True)

response, history = base_model.chat(tokenizer=tokenizer, query=input_text)
print(f'微调前:\n{response}')

model = PeftModel.from_pretrained(base_model, peft_model_path)
response, history = model.chat(tokenizer=tokenizer, query=input_text)
print(f'微调后: \n{response}')

合并Lora model和base model、量化模型推理

首先需要说明,本项目目前使用的peft为dev的版本,在合并lora model和base model时,会报错,见https://github.com/huggingface/peft/pull/535

因此要完成模型的融合及量化,先将peft的版本回退到0.3.0,后期等稳定版的0.4.0放出后,应该不需要此步骤。

执行:

pip install peft==0.3.0

或者可以为此步骤单独建立一个python虚拟环境。

接下来执行脚本:

python3 merge_lora_and_quantize.py \
--lora_path saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32 \
--output_path /tmp/merged_qlora_model_4bit \
--remote_scripts_dir remote_scripts/chatglm-6b \
--qbits 4

注意,请完整拷贝此项目,脚本运行时会将remote_scripts_dir文件夹中的所有chatGLM官方的脚本复制到最终输出的目录中,方便加载模型。

如果是合并chatglm2-6b则把参数remote_scripts_dir修改为remote_scripts/chatglm2-6b

运行完毕后,会输出:

2023-06-07 07:04:34.139 | INFO     | __main__:main:57 - Lora model和base model成功merge, 并量化为4bits, 保存在/tmp/merged_qlora_model_4bit

表示模型完成合并和量化,最终保存的目录中各文件如下:

-rw-r--r-- 1 root root  883 Jun  7 07:04 config.json
-rw-r--r-- 1 root root 4.3K Jun  7 07:04 configuration_chatglm.py
-rw-r--r-- 1 root root  147 Jun  7 07:04 generation_config.json
-rw-r--r-- 1 root root 2.6M Jun  7 07:04 ice_text.model
-rw-r--r-- 1 root root  59K Jun  7 07:04 modeling_chatglm.py
-rw-r--r-- 1 root root 3.7G Jun  7 07:04 pytorch_model.bin
-rw-r--r-- 1 root root  31K Jun  7 07:04 quantization.py
-rw-r--r-- 1 root root  125 Jun  7 07:04 special_tokens_map.json
-rw-r--r-- 1 root root  17K Jun  7 07:04 tokenization_chatglm.py
-rw-r--r-- 1 root root  495 Jun  7 07:04 tokenizer_config.json

可以用以下代码加载量化后的模型:

from transformers import AutoModel, AutoTokenizer

model_path = '/tmp/merged_qlora_model_4bit'

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True)
model = AutoModel.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True).half().cuda()

input_text = '类型#裙*版型#显瘦*风格#文艺*风格#简约*图案#印花*图案#撞色*裙下摆#压褶*裙长#连衣裙*裙领型#圆领'
response, history = model.chat(tokenizer=tokenizer, query=input_text)
print(response)

推理性能测试

对训练完的模型,我们和原始官方提供的模型进行性能对比,分为以下8种模型:

  1. chatGLM-6B官方非量化模型,即THUDM/chatglm-6b
  2. chatGLM-6B官方4bit量化模型,即THUDM/chatglm-6b-int4
  3. qlora训练后的chatGLM-6B非量化模型,即运行以下命令得到的,记作qlora-model
    python3 merge_lora_and_quantize.py \
    --lora_path saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32 \
    --output_path /tmp/qlora-model \
    --remote_scripts_dir remote_scripts/chatglm-6b \
    --qbits 0
    注意,qbits参数不为4或8时,会在融合lora model和base model后,以非量化的方式保存fp16的模型。
  4. qlora训练后的chatGLM-6B-4bit量化模型,即运行以下命令得到的,记作qlora-model-4bit
    python3 merge_lora_and_quantize.py \
    --lora_path saved_files/chatGLM_6B_QLoRA_t32 \
    --output_path /tmp/qlora-model-4bit \
    --remote_scripts_dir remote_scripts/chatglm-6b \
    --qbits 4
  5. chatGLM2-6B官方非量化模型,即THUDM/chatglm2-6b
  6. chatGLM2-6B官方4bit量化模型,即THUDM/chatglm2-6b-int4
  7. qlora训练后的chatGLM2-6B非量化模型,即运行以下命令得到的,记作qlora-model2
    python3 merge_lora_and_quantize.py \
    --lora_path saved_files/chatGLM2_6B_QLoRA_t32 \
    --output_path /tmp/qlora-model2 \
    --remote_scripts_dir remote_scripts/chatglm2-6b \
    --qbits 0
  8. qlora训练后的chatGLM2-6B-4bit量化模型,即运行以下命令得到的,记作qlora-model-4bit2
    python3 merge_lora_and_quantize.py \
    --lora_path saved_files/chatGLM2_6B_QLoRA_t32 \
    --output_path /tmp/qlora-model-4bit2 \
    --remote_scripts_dir remote_scripts/chatglm2-6b \
    --qbits 4

我们对推理性能的测试,使用本项目的脚本:inference_test.py,统计单位时间内,模型能推理生成的token数量为衡量指标,详见代码逻辑。

代码运行方法:

python3 inference_test.py --model_path THUDM/chatglm-6b

测试的环境如下:

  • cuda12
  • RTX3090

经过测试,有如下结果:

chatGLM-6B:

qlora-model-4bit THUDM/chatglm-6b-int4 qlora-model THUDM/chatglm-6b
token_number/s 18.93 16.93 31.92 31.88
gpu memory use 6G 6G 13G 13G

chatGLM2-6B:

qlora-model-4bit2 THUDM/chatglm2-6b-int4 qlora-model2 THUDM/chatglm2-6b
token_number/s 26 26 47.95 47.94
gpu memory use 6G 6G 13G 13G

结论:

  1. 经过qlora训练后保存的模型,无论是否量化为4bit,推理速度与官方原始模型基本一致,chatGLM-6B的int4的略有提高
  2. 4bit量化后的模型,推理效率均有明显降低,经过查阅资料,这里4bit的量化方法是一种以时间换空间的方法,具体见:https://huggingface.co/blog/zh/hf-bitsandbytes-integration
  3. chatGLM2-6B相比chatGLM-6B的推理效率高了约30%~50%多

理论上qlora训练保存的adapter模型可以和原始模型合并后,再导入其他加速引擎进行加速。

QLoRA微调前后推理对比

chatGLM-6B:

输入:

类型#裙*版型#显瘦*风格#文艺*风格#简约*图案#印花*图案#撞色*裙下摆#压褶*裙长#连衣裙*裙领型#圆领

微调前输出:

* 版型:修身
* 显瘦:True
* 风格:文艺
* 简约:True
* 图案:印花
* 撞色:True
* 裙下摆:直筒或微喇
* 裙长:中长裙
* 连衣裙:True

微调后输出:

一款简约而不简单的连衣裙,采用撞色的印花点缀,打造文艺气息,简约的圆领,修饰脸型。衣袖和裙摆的压褶,增添设计感,修身的版型,勾勒出窈窕的身材曲线。

chatGLM2-6B:

输入:
类型#裙*版型#显瘦*风格#文艺*风格#简约*图案#印花*图案#撞色*裙下摆#压褶*裙长#连衣裙*裙领型#圆领

微调前:
这款裙子,版型显瘦,采用简约文艺风格,图案为印花和撞色设计,裙下摆为压褶裙摆,裙长为连衣裙,适合各种场合穿着,让你舒适自在。圆领设计,优雅清新,让你在任何场合都充满自信。如果你正在寻找一款舒适、时尚、优雅的裙子,不妨 考虑这款吧!

微调后: 
这款连衣裙简约的设计,撞色印花点缀,丰富了视觉,上身更显时尚。修身的版型,贴合身形,穿着舒适不束缚。圆领的设计,露出精致锁骨,尽显女性优雅气质。下摆压褶的设计,增添立体感,行走间更显飘逸。前短后长的设计,显 得身材比例更加完美。文艺的碎花设计,更显精致。

可以看到chatGLM2-6B在微调前的输出就远好于chatGLM-6B.

关于灾难性遗忘

看到很多朋友表示微调后的模型出现灾难性疑问的问题,无法对微调数据集以外的问题进行正常反应,我对微调后的模型进行了一些其他问题的测试。

chatGLM2-6B,微调后,几乎不存在灾难性疑问,对于数据集以外的问题也可以进行高质量的回答。如下:

输入:输出一份黄山旅游的计划

输出:

以下是一份黄山旅游的计划:

**第一天**

早上前往合肥火车站,乘坐高铁前往黄山风景区。到达后入住酒店,并前往黄山风景区。

**第二天**

早上前往黄山风景区,开始游览。可以选择上山或者选择下山,上山一般需要乘坐缆车上山,下山可以选择步行或者乘坐索道下山。

**第三天**

早上前往黄山市区,参观黄山风景区内的景点,包括西递、宏村、黄山市博物馆等。

**第四天**

早上前往黄山市区,参观黄山风景区内的其他景点,包括徽州古城、黄山第一桥等。

**第五天**

早上前往合肥火车站,结束黄山之旅。

**旅行结束**

以上是一份五天四晚的黄山旅游计划,具体行程可以根据自己的需求和时间安排做出适当调整。

输入:大众汽车怎么样?

输出:

大众汽车作为德国汽车制造商,在世界范围内拥有广泛的影响力,拥有众多经典车型,如帕萨特、桑塔纳、迈腾等。大众汽车一直以来以品质、可靠和高性价比闻名于世,在全球范围内都拥有大量的消费者。

大众汽车也一直致力于不断改进和创新,推出了众多受消费者欢迎的车型,如大众帕萨特、大众迈腾、大众cc等。同时,大众汽车也积极参与环保和节能,推出了多种电动汽车和混合动力汽车。

大众汽车是一家非常有实力和影响力的汽车制造商,在汽车制造领域拥有很高的口碑和认可度。

输入:下雨天骑电瓶车有哪些需要注意的问题?

输出:

下雨天骑电瓶车有一些需要注意的问题,以下是一些需要注意的方面:

1. 防水:电瓶车淋雨后会变得潮湿,这会增加生锈和漏液的可能性,因此需要确保电瓶车是防水的,可以考虑购买带有防水涂层的电瓶车。

2. 防滑:雨天骑电瓶车容易滑倒,特别是在路面上,因此需要确保电瓶车轮有足够的摩擦力,可以考虑加防滑鞋或者罩上防滑罩。

3. 收音:收音时不要让雨水流入后座,可以考虑购买带有后倾角的头盔,这样可以防止雨水流入后座。

4. 不要超载:不要超载,以免导致电瓶漏液或者生锈等问题。

5. 勤检查:在骑行前要检查轮胎是否有漏气等情况,如有问题应及时修补或更换。

6. 不要骑行太长时间:不要在雨天长时间骑行,以免电瓶因过度受潮而出现漏液等问题。

7. 注意交通安全:在骑行时要注意避让行人,尤其是在行进中不要打电话或分心。

chatGLM-6B在多次测试中发现遗忘情况出现较少,但有时会出现输出的异常情况。

以下是一些正常响应和异常响应的例子:

正常响应:

输入:输出一份黄山旅游的计划

输出:

黄山作为中国著名的风景区之一,吸引着众多游客前来游览。以下是一份黄山旅游的计划,供您参考。

第一天:抵达黄山市,然后前往黄山风景区,游览黄山风景区,可以游览黄山的“四绝”,即云海、云松、雾海、雾松。
第二天:游览黄山松林,可以游览黄山的松林,可以体验黄山松林的秀丽。
第三天:游览黄山市区,可以游览黄山市区,可以游览黄山市区的景点。
输入:大众汽车怎么样?

输出:

大众是一辆全球都受欢迎的品牌,它拥有众多经典款式,无论是城市驾驶还是城市购物,它都是一把好手。它拥有出色的操控性能,同时拥有舒适的驾驶体验。它拥有良好的燃油性能,拥有良好的耐用性。
输入:下雨天骑电瓶车有哪些需要注意的问题?

输出:

骑电瓶车的时候需要注意以下几个方面的问题,这样保证能够安全出行:

1. 下雨天,骑电瓶车需要防止滑倒,因为下雨天,电瓶车会很容易滑倒,所以骑电瓶车时需要注意保持平衡,并且不要骑得过快,这样可以保证安全。

2. 下雨天,骑电瓶车时需要防止被雨淋湿,因为被雨淋湿之后会对身体造成伤害,所以骑电瓶车时需要防止淋雨,并且要穿防水衣。

3. 骑电瓶车时需要注意保护自己的脖子,因为脖子比较脆弱,容易被压到,所以骑电瓶车时需要注意保护脖子。

异常响应,和以上正常响应一样的问题,多运行几次,会出现以下异常:

输入:大众汽车怎么样?

输出:

大众是德国品牌,在汽车界有着深厚的历史,拥有德国车严谨的工艺精神,是<UNK>的<UNK>。作为<UNK>,它的设计简单大方,没有多余的装饰,但经典的造型却能够让你<UNK>其中,它的性能也非常出色,具有<UNK>的能力。

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