【AI大模型】Transformers大模型库（九）：大模型微调之计算微调参数占比

LDG_AGI

发布于 2024-08-13 16:16:41

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发布于 2024-08-13 16:16:41

一、引言

这里的Transformers指的是huggingface开发的大模型库，为huggingface上数以万计的预训练大模型提供预测、训练等服务。

🤗 Transformers 提供了数以千计的预训练模型，支持 100 多种语言的文本分类、信息抽取、问答、摘要、翻译、文本生成。它的宗旨是让最先进的 NLP 技术人人易用。 🤗 Transformers 提供了便于快速下载和使用的API，让你可以把预训练模型用在给定文本、在你的数据集上微调然后通过 model hub 与社区共享。同时，每个定义的 Python 模块均完全独立，方便修改和快速研究实验。 🤗 Transformers 支持三个最热门的深度学习库： Jax, PyTorch 以及 TensorFlow — 并与之无缝整合。你可以直接使用一个框架训练你的模型然后用另一个加载和推理。

本文重点介绍如何打印微调参数，以及微调参数占比计算。

二、计算微调参数占比

2.1 概述

基于LoRA进行模型微调时，需要先冻结全部参数，再指定相应的Linear层进行微调，那么如何计算全部参数，如何计算微调参数以及如何计算微调参数占全部参数的比例呢？

2.2 `模型参数结构一览`

这里以Qwen2为例，在微调前，对大模型结构有所认知，对于QLoRA量化微调算法来说，只微调大模型的线性层（Linear层），后面会看到在LoRAConfig中，仅指定了"q_proj"、"k_proj"等线性层，这个很重要，微调哪些参数，心中要有数

Qwen2ForCausalLM(
  (model): Qwen2Model(
    (embed_tokens): Embedding(152064, 3584)
    (layers): ModuleList(
      (0-27): 28 x Qwen2DecoderLayer(
        (self_attn): Qwen2SdpaAttention(
          (q_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=3584, bias=True)
          (k_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=512, bias=True)
          (v_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=512, bias=True)
          (o_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=3584, bias=False)
          (rotary_emb): Qwen2RotaryEmbedding()
        )
        (mlp): Qwen2MLP(
          (gate_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=18944, bias=False)
          (up_proj): Linear4bit(in_features=3584, out_features=18944, bias=False)
          (down_proj): Linear4bit(in_features=18944, out_features=3584, bias=False)
          (act_fn): SiLU()
        )
        (input_layernorm): Qwen2RMSNorm()
        (post_attention_layernorm): Qwen2RMSNorm()
      )
    )
    (norm): Qwen2RMSNorm()
  )
  (lm_head): Linear(in_features=3584, out_features=152064, bias=False)
)

2.3 微调参数占比计算

我们采用代码中的print_trainable_parameters计算全部参数、微调参数、微调参数占比，在这之前：

首先，用第一个循环代码for param in model.parameters():将所有参数冻结(freeze)，
其次，通过get_peft_model和LoraConfig指定计划微调的Linear层
最后，采用print_trainable_parameters计算param.requires_grad=True可梯度更新的参数量、总参数量和占比

for param in model.parameters():
    param.requires_grad = False  # freeze the model - train adapters later
    if param.ndim == 1:
        # cast the small parameters (e.g. layernorm) to fp32 for stability
        param.data = param.data.to(torch.float32)

class CastOutputToFloat(nn.Sequential):
    def forward(self, x):
        return super().forward(x).to(torch.float32)

model.lm_head = CastOutputToFloat(model.lm_head)

def print_trainable_parameters(model):
    """
    Prints the number of trainable parameters in the model.
    """
    trainable_params = 0
    all_param = 0
    for _, param in model.named_parameters():
        all_param += param.numel()
        if param.requires_grad:
            trainable_params += param.numel()
    print(
        f"trainable params: {trainable_params} || all params: {all_param} || trainable%: {100 * trainable_params / all_param}"
    )

config = LoraConfig(
    r=64,
    lora_alpha=16,
    target_modules=["q_proj", "v_proj", "v_proj", "o_proj", "gate_proj", "up_proj","down_proj"],
    lora_dropout=0.05,
    bias="none",
    task_type="CAUSAL_LM",
)

model = get_peft_model(model, config)
print_trainable_parameters(model)

遍历模型参数: 使用for _, param in model.named_parameters():循环遍历模型中的所有参数。named_parameters()返回一个迭代器，每个元素包含参数的名称和参数本身，这里下划线_表示我们忽略了参数名称，直接使用参数值。
计算参数数量: 对于每个参数，通过param.numel()计算其元素数量（即参数的大小），并累加到all_params以得到模型的总参数数。如果参数param.requires_grad为True，说明该参数在训练时是可更新的，于是将其大小累加到trainable_params。