BLoRA: 如何利用批处理LoRA技术提升大语言模型推理效率

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BLoRA:批处理LoRA技术助力大语言模型推理效率提升

在人工智能快速发展的今天,如何提高大语言模型的推理效率一直是研究者和开发者关注的重点。近期,一项名为BLoRA(Batched LoRAs)的创新技术引起了广泛关注。这项技术通过巧妙地批处理多个LoRA(Low-Rank Adaptation)适配器,实现了对GPU资源的最大化利用,从而显著提升了模型的推理效率。本文将深入探讨BLoRA的工作原理、使用方法及其带来的优势。

BLoRA的核心原理

BLoRA的核心思想是在同一批次中同时处理多个LoRA适配器。LoRA是一种流行的模型微调技术,它通过添加小规模的可训练参数来调整预训练模型的行为,而无需改变原始模型的大部分参数。BLoRA技术的创新之处在于,它发现了一种方法,可以在单个推理批次中并行应用多个LoRA适配器。

BLoRA原理图

如上图所示,BLoRA允许在同一批次中对不同输入应用不同的LoRA适配器。这意味着,我们可以在一次推理中获得多个"定制版"模型的输出,而这些模型共享相同的基础权重。这种方法不仅提高了GPU的利用率,还大大增加了模型的灵活性和适应性。

BLoRA的实现步骤

要使用BLoRA技术,主要涉及以下几个步骤:

加载基础模型: 首先,我们需要加载一个预训练的大语言模型作为基础。以下是使用Hugging Face transformers库加载LLaMA模型的示例代码:

from transformers import LlamaForCausalLM, LlamaTokenizer

model_path = "decapoda-research/llama-7b-hf"
model = LlamaForCausalLM.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True)
tokenizer = LlamaTokenizer.from_pretrained(model_path)
tokenizer.pad_token = 0

注入LoRA适配器: 接下来,我们需要将多个LoRA适配器注入到基础模型中。这一步骤使用了自定义的load_loras函数:

from blora_utils import load_loras

loras = ["jondurbin/airoboros-7b-gpt4-1.2-peft", 
         "trl-lib/llama-7b-se-rl-peft",
         "winddude/wizardLM-LlaMA-LoRA-7B"]
model, lora_map = load_loras(model, loras)

准备批处理输入: 为了实现批处理,我们需要准备一批输入,每个输入都与特定的LoRA适配器相关联:

from blora_utils import prepare_batch

inputs = [("Outline a five sentence short story where a character stumbles upon a secret room in their house that contains relics from their future,",
  'jondurbin/airoboros-7b-gpt4-1.2-peft'),
 ("Write a 6 line dialogue between a character and a magical creature that only they can see.",
  'trl-lib/llama-7b-se-rl-peft'),
 ("Describe a four sentence scene where a character discovers a hidden talent that changes their life forever.",
  'winddude/wizardLM-LlaMA-LoRA-7B'),
 ("Sculpt a three verse poem about the feeling of walking through a lush, vibrant garden in full bloom.",
  'trl-lib/llama-7b-se-rl-peft'),
 ("Develop an eight sentence short story about a character who can bring their dreams into reality, but only for a limited time.",
  'winddude/wizardLM-LlaMA-LoRA-7B')]

batch = prepare_batch(inputs, tokenizer, model, lora_map)

生成并流式输出结果: 最后,我们可以使用准备好的批处理输入生成结果,并实现流式输出:

outputs = []

for out in model.generate(**batch, max_length=200, stream_output=True):
    outputs.append(out)
    batch_decoded = tokenizer.batch_decode(
        torch.cat([out.reshape(-1, 1) for out in outputs], dim=1)
    )
    print(
        "\n\n".join(
            [
                lora + ":\n" + prompt + "\n" + decoded
                for (prompt, lora), decoded in zip(inputs, batch_decoded)
            ]
        )
    )

BLoRA的优势与应用

BLoRA技术带来了几个显著的优势:

提高GPU利用率: 通过在单个批次中处理多个LoRA适配器,BLoRA显著提高了GPU的利用效率,减少了资源浪费。
增强模型灵活性: 使用BLoRA,我们可以在同一推理过程中应用多个不同的LoRA适配器,这意味着我们可以同时获得多个"专家模型"的输出,而无需多次运行基础模型。
降低延迟: 批处理方式减少了单独处理每个请求所需的时间,从而降低了整体推理延迟。
简化工作流程: BLoRA允许在单个推理管道中集成多个特定任务的模型,简化了复杂应用场景下的工作流程。

BLoRA技术的应用场景非常广泛,特别适合需要快速、多样化响应的应用。例如: