PAE MobiLLM: Privacy-Aware and Efficient LLM Fine-Tuning on the Mobile Device via Additive Side-T...

本文提出PAE MobiLLM,一种面向移动设备的隐私感知且高效的大型语言模型(LLM)微调方法。其核心是服务器辅助的additive side-tuning架构:移动设备保留冻结主干模型,仅本地处理前向传播;服务器托管可训练侧网络,通过激活缓存、单token激活传输和additive adapter设计,显著降低设备端计算量(↓1.79×)、通信成本(↓485.45×)并加速收敛(↑5.25×),同时确保用户数据、真实标签及微调模型全程不出设备。

文章主要内容和创新点总结

主要内容

本文提出了PAE MobiLLM,一种基于服务器辅助的“ additive side-tuning”技术,旨在解决移动设备上大语言模型(LLM)微调面临的资源限制、通信负担和隐私泄露问题。该方法通过将LLM微调任务分配给移动设备和服务器:移动设备保留冻结的主干模型,而计算密集的可训练侧网络卸载到服务器。通过激活缓存、单token激活传输和隐私保护的侧网络设计,PAE MobiLLM在提升效率的同时,确保用户数据、真实标签和微调模型始终保留在本地设备,最终实现了移动设备上高效且隐私安全的LLM微调。

创新点
  1. 激活缓存机制:服务器缓存历史激活值,重复数据样本无需移动设备重复计算前向传播,减少设备侧计算量。
  2. 单token(枢纽token)激活传输:仅传输单个激活维度(而非完整激活矩阵),大幅降低设备与服务器间的通信成本。
  3. ** additive adapter侧网络设计**:服务器基于设备定义的预测差异(而非原始标签)训练适配器模块,避免标签和微调模型泄露。
  4. 效率与隐私平衡:相比现有方法,实现至少1.79倍设备侧计算量减少、485.45倍通信成本降低和5.25倍收敛速度提升,同时保持数据、标签和模型本地化。

翻译部分

Abstract(摘要
贝叶斯(Bayes)统计是近几十年来迅速发展起来的数理统计的一个重要分支。贝叶斯方法与经典统计方法的主要不同之处是进行统计推断时除了利用样本信息外,还要利用参数的先验信息,因此可以提高统计推断或统计决策的效果。它在经济、金融、生物、医学、自然科学和社会科学等许多领域具有广泛的应用。贝叶斯方法的研究已渗透到了统计学的几乎所有领域。作者在给中国科学技术大学概率论与数理统计专业本科生开设的“数理统计”课程中有一章专门讲授“贝叶斯方法和统计决策理论”,近十年来也给中国科学技术大学概率统计专业研究生开设过几次“贝叶斯分析”课。本书是在对过去讲稿的内容作了适当的增减和调整的基础上完成的。  本书共分六章。第1章是绪论,介绍了贝叶斯统计的若干基本概念,同时对必要的数理统计的基础知识有重点地作了回顾。第二章介绍了确定先验分布的若干可供选择的方法。第三章介绍了几类常见统计模型参数的后验分布的主要结果和计算方法。第四章和第五章分别介绍了“贝叶斯统计推断”和“贝叶斯统计决策”的内容。第六章介绍了贝叶斯统计计算的若干方法,包括蒙特卡洛方法和马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法以及相关统计软件的简介。本书的每一章附右大量的例题和习题,书末附有常用的几个表格和部分习题解答供读者查用。  大约可在54学时内讲授本书的第1章至第六章的主要内容,教师可根据学时需要选讲本书第1章至第六章的部分内容。书中标“*”号的章节可略去不讲,留给读者作为阅读材料。第六章例题中的R代码和部分例题的数据文件等可从作者个人主页下载。  作者在编写本书的过程中参考了J.O.Berger教授的《统计决策论及贝叶斯分析》和茆诗松教授编写的《贝叶斯统计》等书中的一些内容,以及《贝叶斯分析》一书中由张伟平博士编写的有关贝叶斯统计计算的一些内容。在此表示衷心感谢。  本书编写准备过程中,中国科学技术大学统计与金融系的几个研究生帮助完成了本书部分中文的录入和排版,作者对他们的辛勤工作表示真诚的感谢。高等教育出版社为本书的出版给予了大力支持。在此一并致谢。
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