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GLM4 PyTorch模型微调最佳实践

一 引言

2024年6月，智谱AI发布的GLM-4-9B系列开源模型，在语义、数学、推理、代码和知识等多方面的数据集测评中，GLM-4-9B和GLM-4-9B-Chat均表现出超越Llama-3-8B的卓越性能。并且，本代模型新增对26种语言的支持，涵盖日语、韩语、德语等。除此之外，智谱AI还推出了支持1M上下文长度的GLM-4-9B-Chat-1M模型和基于GLM-4-9B的多模态模型。以下为GLM-4-9B系列模型的具体评测结果。

  • 对话模型典型任务

在这里插入图片描述

  • 基座模型典型任务
    在这里插入图片描述

由于GLM-4-9B在预训练过程中加入了部分数学、推理和代码相关的instruction数据，所以将Llama-3-8B-Instruct也列入比较范围。

  • 长文本

在1M的上下文长度下进行大海捞针实验，结果如下：
在这里插入图片描述

在LongBench-Chat上对长文本能力进行了进一步评测，结果如下:
在这里插入图片描述

二 环境准备

2.1 安装Ascend CANN Toolkit和Kernels

安装方法请参考安装教程或使用以下命令:

# 请替换URL为CANN版本和设备型号对应的URL
# 安装CANN Toolkit
wget https://ascend-repo.obs.cn-east-2.myhuaweicloud.com/Milan-ASL/Milan-ASL%20V100R001C17SPC701/Ascend-cann-toolkit_8.0.RC1.alpha001_linux-"$(uname -i)".run
bash Ascend-cann-toolkit_8.0.RC1.alpha001_linux-"$(uname -i)".run --install

# 安装CANN Kernels
wget https://ascend-repo.obs.cn-east-2.myhuaweicloud.com/Milan-ASL/Milan-ASL%20V100R001C17SPC701/Ascend-cann-kernels-910b_8.0.RC1.alpha001_linux.run
bash Ascend-cann-kernels-910b_8.0.RC1.alpha001_linux.run --install

# 设置环境变量
source /usr/local/Ascend/ascend-toolkit/set_env.sh

2.2 安装openMind Hub Client和openMind Library

  • 安装openMind Hub Client
pip install openmind_hub
  • 安装openMind Library，并安装PyTorch框架及其依赖。
pip install openmind[pt]

更详细的安装信息请参考魔乐社区的环境安装章节。

2.3 安装LLaMa Factory

git clone --depth 1 https://github.com/hiyouga/LLaMA-Factory.git
cd LLaMA-Factory
pip install -e ".[torch-npu,metrics]"

三 模型链接和下载

GLM-4-9B模型系列由社区开发者在魔乐社区贡献，包括：

通过Git从魔乐社区下载模型的repo，以GLM-4-9B-Chat为例：


# 首先保证已安装git-lfs（https://git-lfs.com）
git lfs install
git clone https://modelers.cn/AI-Research/glm-4-9b-chat.git

四 模型推理

用户可以使用openMind Library或者LLaMa Factory进行模型推理，以GLM-4-9B-Chat为例，具体如下：

  • 使用openMind Library进行模型推理

新建推理脚本inference_glm4_9b_chat.py，推理脚本内容为：

import torch
from openmind import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer

device = "npu"

# 若模型已下载，可替换成模型本地路径
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("AI-Research/glm-4-9b-chat", trust_remote_code=True)

query = "你好"

inputs = tokenizer.apply_chat_template([{"role": "user", "content": query}],
                                       add_generation_prompt=True,
                                       tokenize=True,
                                       return_tensors="pt",
                                       return_dict=True
                                       )

inputs = inputs.to(device)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    "AI-Research/glm-4-9b-chat",
    torch_dtype=torch.bfloat16,
    low_cpu_mem_usage=True,
    trust_remote_code=True
).to(device).eval()

gen_kwargs = {"max_length": 2500, "do_sample": True, "top_k": 1}
with torch.no_grad():
    outputs = model.generate(**inputs, **gen_kwargs)
    outputs = outputs[:, inputs['input_ids'].shape[1]:]
    print(tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True))

执行推理脚本：

python inference_glm4_9b_chat.py

推理结果如下：

在这里插入图片描述

五 模型微调

我们使用单张昇腾NPU，基于LLaMa Factory框架，采用广告文案生成数据集进行Lora微调，让模型能够根据用户输入的商品关键字生成对应的广告文案。

5.1 数据集

广告文案数据集（AdvertiseGen）任务为根据输入（content）生成一段广告词（summary），分为训练集和验证集。其中，训练集大小为114K，验证集大小为1K。每个样本有content和summary两个键，分别保存商品关键字和商品文案。
以下是部分示例：

{
    "content": "类型#上衣*版型#宽松*版型#显瘦*图案#线条*衣样式#衬衫*衣袖型#泡泡袖*衣款式#抽绳",
    "summary": "这件衬衫的款式非常的宽松，利落的线条可以很好的隐藏身材上的小缺点，穿在身上有着很好的显瘦效果。领口装饰了一个可爱的抽绳，漂亮的绳结展现出了十足的个性，配合时尚的泡泡袖型，尽显女性甜美可爱的气息。"
}
  • 下载AdvertiseGen数据集
    感谢社区开发者在魔乐社区贡献的AdvertiseGen数据集，使用Git将数据集下载至本地。

git lfs install
git clone https://modelers.cn/AI-Research/AdvertiseGen.git
  • 数据预处理
    下载完成后，需要将train.json和dev.json两个文件的数据处理成alpaca数据格式。因此，创建preprocess_adv_gen.py脚本，脚本内容具体如下：

    import json
import argparse
import os
import stat

DEFAULT_FLAGS = os.O_WRONLY | os.O_CREAT
DEFAULT_MODES = stat.S_IWUSR | stat.S_IRUSR

def parse_args():
    parse = argparse.ArgumentParser()
    parse.add_argument("--data_path", type=str)
    parse.add_argument("--save_path", type=str)
    args = parse.parse_args()
    return args

def read_data(data_path):
    data = []
    with open(data_path, "r", encoding="utf-8") as f:
        lines = f.readlines()
        for line in lines:
            data.append(json.loads(line))
        return data

def convert_to_alpaca_format(data):
    results = []
    for sample in data:
        example = {}
        example["instruction"] = sample["content"]
        example["output"] = sample["summary"]
        results.append(example)
    return results

def save_data(data, save_path):
    with os.fdopen(os.open(save_path, DEFAULT_FLAGS, DEFAULT_MODES), "w", encoding="utf-8") as f:
        json.dump(data, f, indent=4, ensure_ascii=False)

if __name__ == "__main__":
    args = parse_args()
    data = read_data(args.data_path)
    data = convert_to_alpaca_format(data)
    save_data(data, args.save_path)

通过以下命令执行脚本，将数据预处理的结果分别存为adv_gen_train.json和adv_gen_dev.json。

# xxx为train,json和dev.json文件路径
python preprocess_adv_gen.py --data_path xxx --save_path ./adv_gen_train.json
python preprocess_adv_gen.py --data_path xxx --save_path ./adv_gen_dev.json

修改LLaMa Factory下的data/dataset_info.json文件，添加数据集描述：


"adv_gen_train": {
    "file_name": "xxx", // 填写预处理完成的adv_gen_train.json文件路径
    "columns": {
        "prompt": "instruction",
        "response": "output"
    }
},
"adv_gen_dev": {
    "file_name": "xxx", // 填写预处理完成的adv_gen_dev.json文件路径
    "columns": {
        "prompt": "instruction",
        "response": "output"
    }
},

以上为整个数据预处理流程，在配置文件中使用dataset: adv_gen_train, adv_gen_dev配置即可在微调中使用广告文案生成数据集。

5.2 微调

在LLaMa Factory路径下新建examples/train_lora/glm4_9b_chat_lora_sft.yaml微调配置文件，微调配置文件如下：

### model
model_name_or_path: xxx # 当前仅支持本地加载，填写GLM-4-9B-Chat本地权重路径

### method
stage: sft
do_train: true
finetuning_type: lora
lora_target: all
lora_rank: 8
lora_alpha: 32
lora_dropout: 0.1

### dataset
dataset: adv_gen_train
template: glm4
cutoff_len: 256
preprocessing_num_workers: 16

### output
output_dir: saves/glm4_9b_chat/lora/sft
logging_steps: 10
save_steps: 500
plot_loss: true
overwrite_output_dir: true

### train
per_device_train_batch_size: 16
gradient_accumulation_steps: 1
learning_rate: 5.0e-4
max_steps: 1000
lr_scheduler_type: cosine
warmup_ratio: 0.1
bf16: true
ddp_timeout: 180000000

通过下面的命令启动微调：

export ASCEND_RT_VISIBLE_DEVICES=0
llamafactory-cli train examples/train_lora/glm4_9b_chat_lora_sft.yaml

5.3 微调可视化

在这里插入图片描述

5.4 微调结果

  • 评估

训练结束后，通过LLaMa Factory使用微调完成的权重在·adv_gen_dev.json·数据集上预测BLEU和ROUGE分数。在LLaMa Factory路径下新建·examples/train_lora/glm4_9b_chat_lora_predict.yaml·推理配置文件，配置文件内容如下：


### model
model_name_or_path: xxx # 当前仅支持本地加载，填写GLM-4-9B-Chat本地权重路径
adapter_name_or_path: saves/glm4_9b_chat/lora/sft/checkpoint-1000/

### method
stage: sft
do_predict: true
finetuning_type: lora

### dataset
eval_dataset: adv_gen_dev
template: glm4
cutoff_len: 256
preprocessing_num_workers: 16

### output
output_dir: saves/glm4_9b_chat/lora/predict
overwrite_output_dir: true

### eval
per_device_eval_batch_size: 128
predict_with_generate: true

通过下面的命令启动评估：

export ASCEND_RT_VISIBLE_DEVICES=0
llamafactory-cli train examples/train_lora/glm4_9b_chat_lora_predict.yaml

评估的结果为：
在这里插入图片描述

  • 推理

微调结束后，在LLaMa Factory路径下新建examples/inference/glm4_9b_chat_lora_sft.yaml推理配置文件，配置文件内容为：

model_name_or_path: xxx # 当前仅支持本地加载，填写GLM-4-9B-Chat本地权重路径
adapter_name_or_path: saves/glm4_9b_chat/lora/sft/checkpoint-1000/
template: glm4
finetuning_type: lora

通过下面的命令启动推理：

llamafactory-cli chat examples/inference/glm4_9b_chat_lora_sft.yaml

  • 训练前推理结果为：

    问题：类型#上衣材质#牛仔布颜色#白色风格#简约图案#刺绣衣样式#外套衣款式#破洞

    在这里插入图片描述

  • 训练后推理结果为：

    • 问题1：类型#上衣材质#牛仔布颜色#白色风格#简约图案#刺绣衣样式#外套衣款式#破洞

      在这里插入图片描述

    • 问题2：类型#裤风格#英伦风格#简约

      在这里插入图片描述

    • 问题3：类型#裙裙下摆#弧形裙腰型#高腰裙长#半身裙裙款式#不规则*裙款式#收腰

      在这里插入图片描述

六 总结

本次实践是在魔乐社区进行。朋友们可以试试，也欢迎分享你们的经验，一起交流：https://modelers.cn

如您在体验过程中遇到任何问题，欢迎访问魔乐社区的帮助中心（https://gitee.com/modelers/feedback），与其他用户交流和寻求支持。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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