使用 8 张 V100 GPU(每张 32GB 显存)微调千问 70B 模型(Qwen-70B)是有可能的,但依然具有一定的挑战性,具体取决于显存优化和微调方法的选择。
1. 显存需求分析
- 70B 参数的模型加载后通常需要约 280-300 GB 的显存,即使是 FP16 半精度模型,也需要接近 150-160 GB 显存。
- 8 张 V100 GPU 共计 256 GB 显存,基本满足 FP16 模型的加载需求,但实际微调过程中的显存需求还取决于 batch size 和反向传播过程中的显存消耗。
2. 推荐的微调方法
为了在显存限制内成功微调 70B 模型,可以使用以下几种方法:
1. LoRA 微调
- 概述:通过插入低秩适应层(Low-Rank Adaptation)仅微调模型的一部分参数,避免修改和存储所有权重。
- 优点:LoRA 显著降低显存占用,适合大模型微调。
- 实现工具:Hugging Face Transformers 的 PEFT(Parameter Efficient Fine-Tuning)库支持 LoRA 微调。
- 实现步骤:
- 加载基础模型并插入 LoRA 层。
- 将模型转换为 FP16 或 INT8(使用 BitsAndBytes 库)。
- 使用分布式数据并行(如
torch.nn.parallel.DistributedDataParallel
)将模型分布在 8 张 V100 上。 - 进行 LoRA 微调。
2. DeepSpeed ZeRO-3 优化
- 概述:使用 DeepSpeed 的 ZeRO-3 优化策略可以将模型的参数分散存储在多个 GPU 上,减少单卡显存压力。
- 优点:能高效管理显存,适合大模型的分布式训练和微调。
- 实现步骤:
- 安装并配置 DeepSpeed,启用 ZeRO Stage 3 配置。
- 配置 ZeRO Offload,将部分激活值和优化器状态卸载到 CPU 内存。
- 运行训练脚本,通过 DeepSpeed 的并行化自动划分模型。
3. 混合精度和 INT8 量化
- 概述:将模型量化为混合精度(FP16)或使用 BitsAndBytes 库的 INT8 量化。
- 优点:能大幅降低显存需求,虽然对精度有一定影响,但适合显存受限的情况下的微调。
- 实现步骤:
- 使用 Hugging Face Accelerate 或 transformers 库将模型转换为 FP16 或 INT8。
- 加载模型时指定半精度模式,通过
torch.cuda.amp
启用混合精度训练。 - 配合 LoRA 或 DeepSpeed 的 ZeRO 优化进一步降低显存占用。
3. 分布式训练
- 可以结合 PyTorch 的
DistributedDataParallel
(DDP)进行多卡并行,配合 DeepSpeed 或 ZeRO 优化,并行微调模型。 - 同时确保使用梯度检查点(Gradient Checkpointing)以减少反向传播时的显存开销。
4. 微调示例代码
以下是结合 DeepSpeed、LoRA 和混合精度的微调示例:
from transformers import QwenModel, Trainer, TrainingArguments
from peft import LoraConfig, get_peft_model
import deepspeed# 加载模型
model = QwenModel.from_pretrained("Qwen-70B", torch_dtype=torch.float16).cuda()# 配置 LoRA
lora_config = LoraConfig(r=8, lora_alpha=16, lora_dropout=0.1)
model = get_peft_model(model, lora_config)# 配置 DeepSpeed
training_args = TrainingArguments(output_dir="./results",per_device_train_batch_size=1,gradient_accumulation_steps=4,num_train_epochs=3,fp16=True,deepspeed="deepspeed_config.json",
)# 使用 Trainer 进行训练
trainer = Trainer(model=model,args=training_args,train_dataset=train_dataset,eval_dataset=eval_dataset
)trainer.train()
5. DeepSpeed 配置文件(deepspeed_config.json)示例
{"train_micro_batch_size_per_gpu": 1,"gradient_accumulation_steps": 4,"zero_optimization": {"stage": 3,"offload_optimizer": {"device": "cpu","pin_memory": true},"offload_param": {"device": "cpu","pin_memory": true}},"fp16": {"enabled": true}
}
总结
在 V100*8 的机器上,微调千问 70B 模型可以通过 LoRA 微调结合 DeepSpeed 的 ZeRO-3 优化,并使用混合精度或 INT8 量化。这样可以在显存较受限的情况下成功微调大型模型。