Accelerating Inference in Large Language Models with a Unified Layer Skipping Strategy

本文是LLM系列文章,针对《Accelerating Inference in Large Language Models with a Unified Layer Skipping Strategy》的翻译。

使用统一的跳过层策略加速大型语言模型中的推理

摘要

最近,动态计算方法通过精心设计的启发式方法或其他预测器跳过了多层计算,从而显示出大型语言模型 (LLM) 的显著加速。然而,在现有方法的解码过程中,不同的样本被赋予不同的计算预算,无法保证稳定精确的加速效果。此外,现有方法通常会跳过层的底部或顶部的多个连续层,从而导致模型的分层表示发生剧烈变化,从而导致性能退化。因此,我们提出了一种 Unified Layer Skipping 策略,仅根据目标加速比选择要跳过计算的层数,然后以平衡的方式跳过相应的中间层计算数量。由于 Unified Layer Skipping 策略独立于输入样本,因此它自然支持流行的加速技术,例如批量解码和 KV 缓存,从而在实际应用中表现出更多的实用性。在机器翻译和文本摘要两个常见任务上的实验结果表明,在给定目标加速比的情况下,与现有的动态方法相比,统一跳层策略显著提高了推理性能和实际模型吞吐量。

1 引言

2 相关工作

3 方法

4 实验和结果

5 结果和分析

6 结论

总之,我们提出的统一跳层策略解决了现有 LLM 动态计算方法的局限性,由于

### Olive:硬件友好型异常值-受害者配对量化加速大型语言模型 研究指出,在处理大规模变换器模型时,异常值对于计算性能有着显著影响,而受害者的贡献相对较小[^1]。基于这一观察,提出了Olive——一种专门针对硬件优化设计的异常值-受害者配对量化方法。 #### 设计理念 Olive的核心设计理念在于通过对齐异常值感知量化来提升计算效率。具体来说,该方案旨在识别并优先处理那些具有较大数值范围的数据点(即异常值),同时适当忽略或简化其他数据点(即受害者)。这种方法不仅能够有效减少不必要的计算开销,还能保持较高的精度水平。 #### 技术实现 为了达到上述目标,Olive引入了一种新颖的编码策略: - **异常值检测**:利用统计学原理自动筛选出潜在的异常值。 - **自适应量化参数调整**:根据不同层的特点动态设置最佳量化位宽。 - **高效映射算法**:确保经过量化的权重能够在实际部署环境中快速加载和执行。 ```python def olive_quantize(weights, outlier_threshold=3.0): """ 应用Olive量化技术于给定权重组 参数: weights (numpy.ndarray): 待量化的浮点数数组 outlier_threshold (float): 判定异常值的标准差倍数 返回: quantized_weights (numpy.ndarray): 已经被量化的整数形式表示的新数组 """ mean = np.mean(weights) std_dev = np.std(weights) outliers = abs((weights - mean)) > outlier_threshold * std_dev non_outliers = ~outliers # 对非异常值应用较低分辨率量化 low_res_scale_factor = calculate_low_resolution_scaling(non_outliers) quantized_non_outliers = apply_quantization(low_res_scale_factor, non_outliers) # 对异常值单独进行高分辨率量化 high_res_scale_factor = calculate_high_resolution_scaling(outliers) quantized_outliers = apply_quantization(high_res_scale_factor, outliers) combined_result = merge_results(quantized_non_outliers, quantized_outliers) return combined_result ``` 此函数展示了如何区分正常值与异常值,并分别为其分配不同的量化尺度因子,从而实现了更精细且高效的量化过程。
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