预训练大模型在训练过程中,虽然学到了很多通用知识,但是很多时候,大模型本身并不能在专业领域表现得非常好。
比如你让 Qwen 模型回答“量子力学中的叠加态是什么”,它可能会给出一个笼统的解释。
但要是让模型严格按照某一格式(比如论文格式)回答时,可能就不太行。
除非你在上下文聊天中给他一些例子让他先自我学习。
这也被称为“上下文学习能力 + Few-shot”的方式,但这并不改变模型的本质。
一旦你切换了与模型聊天的上下文,模型又会恢复到它原来的样子。
因此,对这种需要改变模型回答模式的需求,我们一般对预训练模型进行微调。
这是因为微调“真正的”会改变模型的参数。
大模型微调的方法有很多。
比如“全参数微调”、Lora及各种Lora的变种、P-Tuning 等等。
但大部分情况下我们都会使用 LoRA 的技术方法对模型进行微调。
这是因为 Lora 只会改变模型原有参数的“一部分”,并且改变的是比较对模型表现比较重要的部分,并且取得非常不错的结果。
如下图,微调只会修改全部参数中的部分参数。
这样做的好处之一,就是节省资源。
和全参数微调那种模型的所有参数都要更新不同的是,LoRA 只会更新模型中一小部分参数。
比如原本0.5亿参数的模型,Lora 微调时可能只需要更新几千个参数。
这样就会是的微调过程中对显存的依赖非常低,即使是普通开发者也能玩一玩 Lora 微调。
这篇文章,我假定你对 Lora 微调的技术背景有了一定的认识。
如果你还不懂 Lora 的技术细节,欢迎关注下面的📌AI 学习路线图:从小白到大神的爬天梯之路中的“微调小课”。
在这个路线图中,还有完整的 Transformer 架构的原理解析和《从零手写大模型(炸裂实战)》,都会帮助你更好的学习和理解微调技术。
这篇文章我将带你从头开始,以代码实战的方式,使用 Qwen2-0.5B 模型和中文指令数据集 alpaca_zh,手把手教你如何微调模型。
希望阅读完本文后,你可以了解微调的原理,并且真正能自己动手完成实战!
PS:本文代码实操时最好有一块可用的GPU卡,不然如果用CPU的话,要等多久可能只有天知道了。
下面我将边讲解相关知识,边展示关键代码并对其进行解释。
第一步:准备环境,加载模型
首先,我们需要加载Qwen2-0.5B模型,并准备好后续要用的工具。
代码如下:
这段代码的作用是加载模型和分词器。
AutoModelForCausalLM
这是 Hugging Face transformers 库提供的函数,专门用于加载因果语言模型(即逐词生成文本的模型)。
AutoTokenizer
负责将文本转换成模型能理解的 token id。
这里我们选择本地路径加载模型,是因为直接从互联网下载模型可能遇到网络问题,本地加载更快也更稳定。
device
变量会检测你的计算机是否有GPU,有就用GPU加速,没有就用CPU。
为什么选择Qwen2-0.5B?
因为它参数量只有0.5亿,比其他规模参数的Qwen大模型小很多,适合资源有限的场景。
如果你有GPU且GPU很给力(内存足够),你也可以选择其他规模的模型来进行微调,还有一个原因是 Qwen 是阿里推出的大模型,对中文语句的理解会更精准。
第二步:加载数据集,格式化数据
接下来,我们准备微调需要的数据集,这里用的是 alpaca_zh 数据集。
这个数据集是一个中文版本的指令微调数据集,通常用于训练或微调大语言模型(LLMs),使其能够更好地理解和执行中文指令。
这个数据集是基于英文的 Alpaca 数据集翻译和改编而来的。
它包含了很多“指令→输入→输出”的三元组问答对,比如:
- 指令:解释量子力学中的叠加态
- 输入:无
- 输出:叠加态是指量子系统同时处于多个状态的组合,直到被观测时才会坍缩到一个确定状态……
加载并格式化数据集的代码如下:
加载数据集
通过MsDataset.load()
从ModelScope平台加载中文指令数据集alpaca_zh,并转换成Hugging Face的格式,方便后续处理。
当然你也可以使用 transformers 库从 huggingface 上下载数据集。
格式化数据
通过map()
函数遍历每条数据,将指令、输入和输出拼接成统一格式的字符串。
例如,如果一条数据的输入为空(比如用户直接问“讲个笑话”),则只保留“Instruction”和“Output”部分,但整体格式保持一致。
这能让模型明确学习到“看到某个指令和输入后,生成对应的输出”。
为什么选择alpaca_zh数据集?
因为它专门用于“指令对齐”,教模型按照用户给定的格式回答问题。
比如,用户希望模型严格按照“Output: …”的格式输出答案,而不是随意发挥。
此外,这个数据集是中文社区优化的,更适合国内用户的提问习惯。
第三步:数据处理和分词
分词是把文本转换为 token ID 的过程。比如把“量子力学”变成 [2345, 6789, ...]
。
代码如下:
这段代码分为两个部分:
数据分割
将数据集分成训练集(80%)和验证集(20%)。
这里只用了原始数据 1% 的数据,是为了快速验证代码逻辑。实际使用时建议用全部数据,但需要确保显存足够。
分词与填充
通过tokenizer()
将文本转换为 token ID。
truncation=True 表示如果文本超过512个token(约100-200字),就截断到512。
padding=“max_length” 表示用特殊符号填充到512长度,确保所有输入长度一致。这能让模型在训练时批量处理数据,提升效率。
remove_columns=[“text”] 是删除原始文本列,只保留分词后的数值数据。
为什么只用1%的数据?
因为完整数据集可能有成千上万条,微调需要时间。
这里用小数据先跑通流程,再用全量数据进行训练效果会更好。
此外,如果显存较小(比如8GB GPU),小数据集也能避免爆显存。
第四步:配置LoRA,开始微调
现在,我们开始配置 LoRA 参数并开始训练!
这段代码配置了 LoRA 的关键参数:
r=8
这是 Lora 技术中低秩分解的“秩”。
数值越大,需要修改的模型参数就越多,微调效果理论上越好,但计算成本也会越高。
8是一个大众经验的平衡点,既能保证效果,又不至于太耗资源。当然你也可尝试其他值。
target_modules=[“q_proj”, “v_proj”]
表示选择模型中对任务影响最大的模块——注意力层的Q(Query)和V(Value)矩阵。
这些模块决定了模型如何“关注”输入中的关键信息。
例如,当模型处理“量子力学”问题时,Q帮助它关注关键词,V决定如何生成回答。
这里没有微调 K 矩阵,也是根据大部分人的经验得来的。
很多实验表明,K矩阵对于模型最终输出的效果影响不大,因此可以不对其进行微调。
当然,你也可以在上述代码中添加 k_proj 来启动 K 矩阵的微调。
task_type=“CAUSAL_LM”
指定任务类型为因果语言模型,确保 LoRA 参数适配生成任务。
通过get_peft_model()
将LoRA配置应用到原始模型,此时模型中只有LoRA的参数是可训练的,其他参数保持冻结。
这样既能节省显存,又能加速训练。
第五步:训练与保存模型
这段代码展示了完整的模型训练过程的参数配置和流程:
num_train_epochs=1
这里设置训练只跑1个epoch(遍历数据集一次)。
对于小数据集来说,1个epoch足够测试流程是否正确,正式训练时可以增加到3-5个甚至更多的 epoch。
per_device_train_batch_size=4
每个 GPU 设备的批量大小。批量越大,显存占用越高,但训练速度可能更快。
如果你的显存不够,可以将这个值降低到 2 甚至 1。
evaluation_strategy=“epoch”
每完成一个 epoch 后评估模型效果。
load_best_model_at_end=True
训练结束后自动加载验证集表现最好的模型,避免手动选择。
通过Trainer.train()
启动模型的训练。
启动训练后,模型会开始根据微调数据集中的回答样式,学习如何生成正确的输出。
最后通过save_model()
保存微调后的 LoRA 参数。
注意此时保存的仅仅是 LoRa 参数,而不是整个微调后的模型,用来节省存储空间,你可以认为这个 Lora 参数是一个微调后的“补丁”。
第六步:测试模型效果
这段代码演示了如何加载微调后的模型并生成回答:
加载模型
首先加载原始 Qwen2-0.5B 模型,再通过PeftModel.from_pretrained()
合并 LoRA 参数,这就给原始模型打上了补丁。
生成回答
输入一个指令(如“可再生能源的影响”),通过generate()
生成文本。max_new_tokens=200
限制生成长度,避免输出过长。
使用“原始模型+微调补丁”产生的新模型进行对话,你会发现模型的回答方式就和微调数据集中的非常相似了。
此时就说说明你已经通过微调的方式,调整了模型的回答样式。
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