LLaMA 7B 本地训练

https://mp.weixin.qq.com/s/Mw0Qv81uX5MYZiPGOyt0eA

LLM 相关的开源社区这两周涌现了很多优秀的工作，吸引了很多人的关注。其中，我比较关注的是 Stanford 基于 LLaMA 的 Alpaca 和随后出现的 LoRA 版本 Alpaca-LoRA。原因很简单，便宜。

Alpaca 宣称只需要 600$ 不到的成本（包括创建数据集），便可以让 LLaMA 7B 达到近似 text-davinci-003 的效果。而 Alpaca-LoRA 则在此基础上，让我们能够以一块消费级显卡，在几小时内完成 7B 模型的 fine-turning。

下面是开源社区成员分享的可以跑通的硬件规格及所需时间：

根据大家分享的信息，fine-tune 7B 模型仅需要 8-10 GB vram。因此我们很有可能可以在 Google Colab 上完成你所需要的 fine-tune！

一、为什么要训练自己的ChatGPT？

我想到了以下的方面：

• 对我个人而言，这非常非常 cooooool !
• 让模型能够讲我熟悉的语言
• 让模型替我写注释和测试代码
• 让模型学习产品文档，帮我回答用户提出的小白问题
• …

二、计划

那么，为了训练自己的 Chat我们需要做那些事儿呢? 理论上需要如下步骤：

第一步：准备数据集

fine-tune 的目标通常有两种：

像 Alpaca 一样，收集 input/output 生成 prompt 用于训练，让模型完成特定任务
语言填充，收集文本用于训练，让模型补全 prompt。

以第一种目标为例，假设我们的目标是让模型讲中文，那么，我们可以通过其他 LLM （如 text-davinci-003）把一个现有数据集（如 Alpaca）翻译为中文来做 fine-tune。实际上这个想法已经在开源社区已经有人实现了。

第二步：训练并 apply LoRA

在第一步准备的数据集上进行 fine-tune。

第三步：合并模型（可选）

合并 LoRA 与 base 可以加速推理，并帮助我们后续 Quantization 模型。

第四步：quantization（可选）

最后，Quantization 可以帮助我们加速模型推理，并减少推理所需内存。这方面也有开源的工具可以直接使用。

三、实践

柿子挑软的捏，我们从简单的目标开始：让模型讲中文。
为了达成这个目标，我使用的数据集是 Luotuo 作者翻译的 Alpaca 数据集，训练代码主要来自 Alpaca-LoRA。

四、准备

由于我打算直接使用 Alpaca-LoRA 的代码，我们先 clone Alpaca-LoRA：

git clone git@github.com:tloen/alpaca-lora.git

下载数据集：

wget https://github.com/LC1332/Chinese-alpaca-lora/blob/main/data/trans_chinese_alpaca_data.json

创建虚拟环境并安装依赖（需要根据不同环境的 cuda 版本调整）：

conda create -n alpaca python=3.9
conda activate alpaca
cd alpaca-lora
pip install -r requirements.txt

五、训练

单卡选手很简单，可以直接执行：

python finetune.py \
    --base_model 'decapoda-research/llama-7b-hf' \
    --data_path '/path/to/trans_chinese_alpaca_data.json' \
    --output_dir './lora-alpaca-zh'

双卡选手相对比较麻烦，需要执行：

WORLD_SIZE=2 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 torchrun \
--nproc_per_node=2 \
--master_port=1234 \
finetune.py \
--base_model 'decapoda-research/llama-7b-hf' \
--data_path '/path/to/trans_chinese_alpaca_data.json' \
--output_dir './lora-alpaca-zh'

在我的环境下（2 * RTX 3090 Ti 24GB），需要额外配置 micro_batch_size 避免 OOM。

--micro_batch_size 2

推荐的其他额外参数：

--num_epochs 2

训练的过程比较稳定，我在训练过程中一直在用 nvitop 查看显存和显卡的用量：

下面是我训练时模型收敛的情况，可以看到差不多 2 epochs 模型就收敛的差不多了：

六、推理

单卡选手可以直接执行：

python generate.py --base_model "decapoda-research/llama-7b-hf" \
--lora_weights './lora-alpaca-zh' \
--load_8bit

双卡选手还是会麻烦点，由于现在还不支持双卡推理，我手动修改了 generate.py，添加了第 47 行：

而后，执行上面的命令即可。
如果你的推理运行在服务器上，想要通过其他终端访问，可以给 launch 方法添加参数：
此时打开浏览器，享受你的工作成果吧 :D

七、加速推理

Alpaca-LoRA 提供了一些脚本，如 export_hf_checkpoint.py 来合并模型。合并后的模型可以通过 llamap.cpp 等项目达到更好的推理性能。

八、测试

最后，让我们对比下原生 Alpaca 与自己 fine-tune 的 Alpaca，看看 fine-tune 到底有没有让模型学会讲中文吧！

Good Examples

Bad Examples

可以看出模型确实在讲中文，也能依据中文的指令和输入完成一些工作。但是由于 LLaMA 本身训练数据大部分为英文以及 Alpaca 数据集翻译后的质量不足，我们的模型有些时候效果不如原生 Alpaca。此时不得不感叹高质量数据对 LLM 的重要性。

九、总结

作为一个分布式系统方向的工程师，fine-tune 一个 LLM 的过程遇到了不少问题，也有很多乐趣。虽然 LLaMA 7B 展现出的能力还比较有限，我还是很期待后面开源社区进一步的工作。
后续我也打算尝试 fine-tune 特定目的的 LLM，比如让 LLM 教我做饭，感兴趣的朋友可以保持关注！