大模型LLM的三种微调方法的经验分享&总结

写在前面

大型语言模型横行，之前非常焦虑，现在全面拥抱。目前也有很多开源项目进行大模型微调等，笔者也做了一阵子大模型了，特此来介绍一下ChatGLM-6B模型微调经验，并汇总了一下目前开源项目&数据。笔者与很多人微调结论不同，本人在采用单指令上进行模型微调，发现模型微调之后，「并没有出现灾难性遗忘现象」。

项目地址：https://github.com/liucongg/ChatGLM-Finetuning

ChatGLM-6B模型微调

模型越大对显卡的要求越高，目前主流对大模型进行微调方法有三种：Freeze方法、P-Tuning方法和Lora方法。笔者也通过这三种方法，在信息抽取任务上，对ChatGLM-6B大模型进行模型微调。为了防止大模型的数据泄露，采用一个领域比赛数据集-汽车工业故障模式关系抽取(https://www.datafountain.cn/competitions/584)，随机抽取50条作为测试集。

详细代码见上面的GitHub链接，并且也被ChatGLM官方收录。

Freeze方法

Freeze方法，即参数冻结，对原始模型部分参数进行冻结操作，仅训练部分参数，以达到在单卡或不进行TP或PP操作，就可以对大模型进行训练。

微调代码，见finetuning_freeze.py，核心部分如下：

针对模型不同层进行修改，可以自行修改。训练代码均采用DeepSpeed进行训练，可设置参数包含train_path、model_dir、num_train_epochs、train_batch_size、gradient_accumulation_steps、output_dir、prompt_text等，可根据自己的任务配置。

三元组抽取的推理代码，见predict_freeze.py，其他任务可以根据自己的评价标准进行推理预测。

PT方法

PT方法，即P-Tuning方法，参考ChatGLM官方代码(https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B/blob/main/ptuning/README.md) ，是一种针对于大模型的soft-prompt方法。

P-Tuning(https://arxiv.org/abs/2103.10385)，仅对大模型的Embedding加入新的参数。
P-Tuning-V2(https://arxiv.org/abs/2110.07602)，将大模型的Embedding和每一层前都加上新的参数。

微调代码，见finetuning_pt.py，核心部分如下：

当prefix_projection为True时，为P-Tuning-V2方法，在大模型的Embedding和每一层前都加上新的参数；为False时，为P-Tuning方法，仅在大模型的Embedding上新的参数。

可设置参数包含train_path、model_dir、num_train_epochs、train_batch_size、gradient_accumulation_steps、output_dir、prompt_text、pre_seq_len、prompt_text等，可根据自己的任务配置。

三元组抽取的推理代码，见predict_pt.py，其他任务可以根据自己的评价标准进行推理预测。

Lora方法

Lora方法，即在大型语言模型上对指定参数增加额外的低秩矩阵，并在模型训练过程中，仅训练而外增加的参数。当“秩值”远小于原始参数维度时，新增的低秩矩阵参数量很小，达到仅训练很小的参数，就能获取较好的结果。

Lora论文：https://arxiv.org/abs/2106.09685
官方代码：https://github.com/microsoft/LoRA
HuggingFace封装的peft库：https://github.com/huggingface/peft

微调代码，见finetuning_lora.py，核心部分如下：

可设置参数包含train_path、model_dir、num_train_epochs、train_batch_size、gradient_accumulation_steps、output_dir、prompt_text、lora_r等，可根据自己的任务配置。

三元组抽取的推理代码，见predict_lora.py，其他任务可以根据自己的评价标准进行推理预测。

注意：对于结果需要保持一致的任务(即关掉dropout，解码关掉do_sample)，需要保存模型的adapter_config.json文件中，inference_mode参数修改成false，并将模型执行model.eval()操作。主要原因是chatglm模型代码中，没有采用Conv1D函数。

三元组抽取实验结果

模型训练时，最大长度为768，Batch大小为2，训练轮数为5，fp16训练，采用DeepSpeed的Zero-1训练；
PT为官方的P-Tuning V2训练方法，PT-Only-Embedding表示仅对Embedding进行soft-prompt，Freeze仅训练模型后五层参数，Lora采用低秩矩阵方法训练，秩为8；
由于之前训练PT在48G-A40显卡上会出现OOM，因此之前进行PT实验时对模型开启了gradient_checkpointing_enable，使得模型显存占用变小，但训练时长增加。
训练示例：

时间换空间，可用很好的解决显卡的资源问题，简单玩玩还可以，如果想要模型达到最优效果或可用快速看到效果，还不如租张A100卡，快速实验，推理阶段再用自己的小破卡。

笔者找到一家新的算力平台-揽睿星舟，单张A100仅要6.4元/小时，我翻了一圈，算是便宜的了(反正比AutoDL便宜一点，便宜一点是一点吧)。

下面实验结果均是在租的80G-A100上进行的实验，与Github里用的A40的实验结果会有些差异，主要在训练时长(纯训练速度，剔除模型保存的时间)。说实话，真的要训练一个大模型，多个A100是必不可少的，可以减少很多模型并行的操作，效果上也更好把控一些。

结果分析：

效果为PT>Freeze>Lora>PT-Only-Embedding;
速度为PT-Only-Embedding>Lora>Freeze>PT;
PT-Only-Embedding效果很不理想，发现在训练时，最后的loss仅能收敛到2.几，而其他机制可以收敛到0.几。分析原因为，输出内容形式与原有语言模型任务相差很大，仅增加额外Embedding参数，不足以改变复杂的下游任务;
PT方法占用显存更大，因为也增加了很多而外参数;
测试耗时，采用float16进行模型推理，由于其他方法均增加了额外参数，因此其他方法的推理耗时会比Freeze方法要高。当然由于是生成模型，所以生成的长度也会影响耗时;
模型在指定任务上微调之后，并没有丧失原有能力，例如生成“帮我写个快排算法”，依然可以生成-快排代码;
由于大模型微调都采用大量instruction进行模型训练，仅采用单一的指令进行微调时，对原来其他的指令影响不大，因此并没导致原来模型的能力丧失;
上面测试仅代表个人测试结果。

很多同学在微调后出现了灾难性遗忘现象，但我这边并没有出现，对“翻译任务”、“代码任务”、“问答任务”进行测试，采用freeze模型，可以用test_forgetting.py进行测试，具体测试效果如下：

翻译任务

代码任务

问答任务

后面会把生成任务、分类任务做完，请持续关注Github，会定期更新。（太忙了，会抓紧时间更新，并且官方代码也在持续更新，如遇到代码代码调不通的情况，请及时联系我，我在github也给出了我的代码版本和模型版本）

中文开源大模型&项目

虽然出来很多大模型，但Open的&中文可直接使用的并不多，下面对中文开源大模型、数据集和项目进行一下汇总。

中文开源大模型

直接可微调，无需指令增量训练：

ChatGLM-6B：https://huggingface.co/THUDM/chatglm-6b
ChatYuan-large-v2：https://huggingface.co/ClueAI/ChatYuan-large-v2

原始模型多语言or英文，需要中文指令数据集增量训练：

BloomZ：https://huggingface.co/bigscience/bloomz
LLama：https://github.com/facebookresearch/llama
Flan-T5：https://huggingface.co/google/flan-t5-xxl
OPT：https://huggingface.co/facebook/opt-66b

中文开源指令数据

下面中文指令集，大多数从Alpaca翻译而来，请看下面项目中data目录。目前通过ChatGPT或者GPT4作为廉价标注工为自己的数据进行数据标注一个不错的思路。

[1]：https://github.com/LC1332/Chinese-alpaca-lora
[2]：https://github.com/hikariming/alpaca_chinese_dataset
[3]：https://github.com/carbonz0/alpaca-chinese-dataset
[4]：https://github.com/Instruction-Tuning-with-GPT-4/GPT-4-LLM
[5]：https://github.com/LianjiaTech/BELLE
[6]：https://huggingface.co/datasets/JosephusCheung/GuanacoDataset

开源项目

总结下面较火的开源项目：

BELLE：https://github.com/LianjiaTech/BELLE
ChatGLM：https://github.com/THUDM/ChatGLM-6B
Luotuo-Chinese-LLM：https://github.com/LC1332/Luotuo-Chinese-LLM
stanford_alpaca：https://github.com/tatsu-lab/stanford_alpaca

总结

目前各大厂的大模型陆陆续续放出，堪称百家争鸣！个人玩家也是全面拥抱，想尽一切办法来训练微调大模型。只愿大家以后可以实现“大模型”自由。愿再无“model-as-a-service”。

读者福利：如果大家对大模型感兴趣，这套大模型学习资料一定对你有用

对于0基础小白入门：

如果你是零基础小白，想快速入门大模型是可以考虑的。

一方面是学习时间相对较短，学习内容更全面更集中。
二方面是可以根据这些资料规划好学习计划和方向。

包括：大模型学习线路汇总、学习阶段，大模型实战案例，大模型学习视频，人工智能、机器学习、大模型书籍PDF。带你从零基础系统性的学好大模型！

😝有需要的小伙伴，可以保存图片到wx扫描二v码免费领取【保证100%免费】🆓

👉AI大模型学习路线汇总👈

大模型学习路线图，整体分为7个大的阶段：（全套教程文末领取哈）

第一阶段： 从大模型系统设计入手，讲解大模型的主要方法；

第二阶段： 在通过大模型提示词工程从Prompts角度入手更好发挥模型的作用；

第三阶段： 大模型平台应用开发借助阿里云PAI平台构建电商领域虚拟试衣系统；

第四阶段： 大模型知识库应用开发以LangChain框架为例，构建物流行业咨询智能问答系统；

第五阶段： 大模型微调开发借助以大健康、新零售、新媒体领域构建适合当前领域大模型；

第六阶段： 以SD多模态大模型为主，搭建了文生图小程序案例；

第七阶段： 以大模型平台应用与开发为主，通过星火大模型，文心大模型等成熟大模型构建大模型行业应用。

👉大模型实战案例👈

光学理论是没用的，要学会跟着一起做，要动手实操，才能将自己的所学运用到实际当中去，这时候可以搞点实战案例来学习。

在这里插入图片描述

👉大模型视频和PDF合集👈

观看零基础学习书籍和视频，看书籍和视频学习是最快捷也是最有效果的方式，跟着视频中老师的思路，从基础到深入，还是很容易入门的。
在这里插入图片描述

👉学会后的收获：👈

• 基于大模型全栈工程实现（前端、后端、产品经理、设计、数据分析等），通过这门课可获得不同能力；

• 能够利用大模型解决相关实际项目需求： 大数据时代，越来越多的企业和机构需要处理海量数据，利用大模型技术可以更好地处理这些数据，提高数据分析和决策的准确性。因此，掌握大模型应用开发技能，可以让程序员更好地应对实际项目需求；

• 基于大模型和企业数据AI应用开发，实现大模型理论、掌握GPU算力、硬件、LangChain开发框架和项目实战技能， 学会Fine-tuning垂直训练大模型（数据准备、数据蒸馏、大模型部署）一站式掌握；

• 能够完成时下热门大模型垂直领域模型训练能力，提高程序员的编码能力： 大模型应用开发需要掌握机器学习算法、深度学习框架等技术，这些技术的掌握可以提高程序员的编码能力和分析能力，让程序员更加熟练地编写高质量的代码。

👉获取方式：

😝有需要的小伙伴，可以保存图片到wx扫描二v码免费领取【保证100%免费】🆓