Fine-Tuning微调方式大揭秘：三种主流方法及其区别，你了解多少？

Fine-tuning

在生成式AI和大语言模型（如GPT、LLaMA）的快速发展与应用中，微调（Fine-tuning）作为模型适配特定任务的核心技术环节，其关键作用毋庸置疑。

本文将系统阐述三种主流微调方法：Prompt-tuning、Prefix-tuning和LoRA，全面解析各类技术的实现机制、优势特征及适用领域。

方式一: Prompt-tuning

什么是Prompt-tuning？Prompt-tuning是一种通过调整输入提示（Prompt）来指导模型产生特定任务或场景所需输出的技术，它不需要对整个模型的参数进行微调。

该技术充分发挥了预训练语言模型（PLM）在零样本或少样本学习中的优势，通过优化输入提示来激发模型内存储的相关知识和功能。

Prompt-tuning

核心原理: PLM(预训练模型)不变，W(模型的权重)不变，X(模型输入)改变。

如何进行Prompt-tuning?

通过设计任务相关的提示模板，使小模型适配下游任务，同时调整提示嵌入(PromptEmbeddings)来引导预训练模型适应特定任务需求。

该方法仅需对少量提示嵌入进行微调，无需修改整个模型的参数。

设计提示模板:

模板中应包含任务描述、输入文本占位符、输出格式要求等元素。

准备数据集:

数据集应包括输入文本、真实标签(对于监督学习任务)或预期输出格式(对于生成任务)

微调提示嵌入:

在预训练模型的输入层添加提示嵌入层，使用数据集对模型进行训练，特别是微调提示嵌入。

方式二: Prefix-tuning

什么是Prefix-tuning？Prefix-tuning是Prompt-tuning的一种改进方法，其核心思想是在输入序列前端插入可训练的"前缀"参数来引导模型执行任务。

这些前缀参数会与原始输入共同参与注意力计算，从而调控模型对输入信息的编码方式。

由于前缀参数具备可训练特性，它们能够在模型微调阶段针对不同任务进行优化，有效提升模型在新场景下的适应能力。

Prefix-tuning

核心原理: PLM(预训练模型)不变，W(模型的权重)不变，X(模型输入)不变，增加W(前缀嵌入的权重)。

如何进行Prefix-tuning?在Transformer 中适配下游任务

在Transformer模型的输入层或各层输入前添加可学习的前缀嵌入，并通过训练这些前缀嵌入来优化模型在特定任务上的表现。

初始化前缀嵌入

在Transformer模型的输入层之前，初始化一个固定长度的前缀嵌入矩阵。

将前缀嵌入与输入序列拼接

将初始化好的前缀嵌入与原始输入序列的词嵌入进行拼接，形成新的输入表示。这个新的输入表示将作为Transformer模型各层的输入。

训练模型

在训练过程中，模型会根据输入序列(包括前缀嵌入)和标签数据进行学习。通过反向传播算法，模型会更新前缀嵌入的参数。

方式三: LORA

如何进行LORA微调?在冻结预训练模型权重的基础上，通过优化算法训练低秩矩阵A和B以近似增量参数，最小化下游任务损失从而实现高效的模型微调。

设置LORA模块

在预训练模型的基础上，添加LORA模块。LORA模块通常包含两个参数量较少的矩阵A和B，它们的乘积用于近似全参数微调中的增量参数。

初始化矩阵A和B，通常使用高斯函数进行初始化，以确保训练开始时LORA的旁路(即BA)为0，从而与全参数微调有相同的起始点。

训练LORA模块

在训练过程中，冻结预训练模型的权重，仅训练LORA模块中的矩阵A和B。

通过优化算法(如Adam)更新矩阵A和B的参数，以最小化下游任务的损失函数。

LLaMA-Factory通过集成LORA微调方法，为大型语言模型提供高效、低成本的微调方案，支持多模型、多算法和实时监控，仅训练低秩矩阵实现快速适应新任务。

LORA参数主要包括秩(lora rank，影响性能和训练时间)、缩放系数(lora alpha，确保训练稳定)和Dropout系数(lora_dropout，防止过拟合)，它们共同影响模型微调的效果和效率。

1.秩(Rank)

参数名称:lora_rank

描述:秩是LORA中最重要的参数之一，它决定了低秩矩阵的维度。

常用值:对于小型数据集或简单任务，秩可以设置为1或2;对于更复杂的任务，秩可能需要设置为4、8或更高。

2.缩放系数(Alpha)

参数名称:lora_alpha

描述:缩放系数用于在训练开始时对低秩矩阵的更新进行缩放。

常用值:缩放系数的具体值取决于秩的大小和任务的复杂度。

3.Dropout系数

参数名称:lora_dropout

描述:Dropout系数决定了在训练过程中随机丢弃低秩矩阵中元素￠撓瞀鏌宬的概率。

常用值:Dropout系数的常用值范围在0到1之间。

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