GPT大语言模型Vicuna本地化部署实践（效果秒杀Alpaca）【大语言模型实践二】

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一、背景

上一篇文章介绍了斯坦福大学的Alpaca-lora模型的本地化部署，并验证了实际的推理效果，总体感觉并不是特别理想，原始Alpaca-lora模型对中文支持并不好，用52k的中文指令集对模型进行fine-tuning之后，效果依然达不到网上说的媲美GPT-3.5的推理效果，验证了那句话：“事不目见耳闻，而臆断其有无，可乎？”。在具有3块Tesla P40显卡的服务器上，利用3块GPU显卡加载模型参数和计算，进行一次简单的推理（非数学运算和逻辑运算）也需要大概30s-1min的时间，效率简直慢的惊人，虽然用中文数据集对模型进行了fine-tuning，然而对中文的支持也并不是很好，经常会出现乱码、重复问题、词不达意等情况。

最近大模型也同雨后春笋般的层出不穷，各个大厂和科研机构都推出了自己的大模型，其中基于LLaMA（开源且好用）的最多，所以决定再看看其他模型，有没有推理效果好，中文支持好，同时推理效率高的模型。经过筛选，Vicuna-13B的推理效果据说达到了ChatGPT的90%以上的能力，优于LLaMA-13B和Alpaca-13B的效果（具体如下图所示），评估方法是对各个模型Alpaca、LLaMA、ChatGPT和Bard输入同样的问题，然后通过GPT-4当裁判对推理结果进行打分，以ChatGPT的回答作为100分，回答越接近得分越高（虽然评估方法并不科学，但是目前看也没有更好的办法对模型推理结果进行更科学的评估）。同时Vicuna的训练成本也很低，据说只需要$300左右，所以尝试本地化部署一下Vicuna-7B，看看效果如何，说干就干。

二、环境准备

由于之前本地化部署过Alpaca-lora模型了，本以为可以直接下载开源包，简单部署一下就可以看到效果了，结果发现我还是“too young，too simple”了，环境部署和解决包冲突的过程竟然比第一次部署Alpaca-lora模型还要费劲😓。

基础环境的部署已经在上一篇文章里介绍过了，本文直接跳过，这里面着重介绍比较容易出问题的几个地方。

模型准备

由于Vicuna 是基于LLaMA模型的，为了符合LLaMA 模型license授权，仅发布了 delta 权重，所以我们需要将原始llama-7b模型与delta模型权重合并之后，才能得到vicuna权重。

首先是下载llama-7b模型，由于文件比较大，所以用lfs直接从文件服务器上下载，大小有26G，执行：

git lfs clone https://huggingface.co/decapoda-research/llama-7b-hf

然后是下载delta模型，执行：

git lfs clone https://huggingface.co/lmsys/vicuna-7b-delta-v1.1

下载完成后进行权重合并，执行：

python -m fastchat.model.apply_delta \    --base ./model/llama-7b-hf \    --delta ./model/vicuna-7b-delta-v1.1 \    --target ./model/vicuna-7b-all-v1.1

这个合并过程会很快，最终结果如下，合并之后参数大小变成了13G。

合并之后的目录下会有配置文件和数据文件。

安装依赖包

Vicuna主要用到3个依赖包，fschat、tensorboardX和flash-attn，前2个安装比较顺利，直接pip install fschat、tensorboardX即可安装完成。flash-attn安装遇到了问题，一直报以下错误：

经过一番检索，发现是gcc版本太低导致的，需要升级gcc，首先查看了一下本地的gcc版本，gcc -v和g++ -v发现是4.8.5的，确实是太低了，那么既然要升级，就升级到最新版，直接下载13.1版本，可以在 http://ftp.gnu.org/gnu/gcc/选择想要安装的版本，这里选择的是gcc-13.1.0.tar.gz。

执行：

tar -xzf gcc-13.1.0.tar.gzcd gcc-13.1.0./contrib/download_prerequisitesmkdir buildcd build/../configure -enable-checking=release -enable-languages=c,c++ -disable-multilib

然后执行make编译，注意这里make时间会非常长，可能会持续几个小时，可以使用 make -j 8让make最多运行8个编译命令同时运行，加快编译速度。

顺利完成后，我们再执行make install进行安装。

然后用gcc -v和g++ -v验证版本是否已经更新，如果提示如下，说明安装完成。

然后我们需要卸载原有的gcc和g++，切换到root权限，执行yum -y remove gcc g++。

配置新版本全局可用，执行

ln -s /usr/local/bin/gcc /usr/bin/gcc

更新链接库，执行：

#查看原链接库strings /usr/lib64/libstdc++.so.6 | grep CXXABI#删除原链接库rm -f /usr/lib64/libstdc++.so.6#建立软连接ln -s /usr/local/lib64/libstdc++.so.6.0.29 /usr/lib64/libstdc++.so.6#查看新链接库strings /usr/lib64/libstdc++.so.6 | grep CXXABI

如果最新版本有变化，那么恭喜你，说明已经升级成功啦。

安装cuda

由于之前是用rpm包安装的cuda，有些文件是缺失的，运行时会报各种奇奇怪怪的错误，这里就不赘述了（只有经历过才会懂😓），直接介绍用二进制文件安装cuda过程。

下载地址：

https://developer.nvidia.com/cuda-11-7-0-download-archive?target_os=Linux&target_arch=x86_64&Distribution=CentOS&target_version=7&target_type=runfile_local

注意这里要选择runfile(local)。

然后执行sh cuda_11.7.0_515.43.04_linux.run。

安装完成后，需要配置环境变量，在本地.bash_profile中配置如下两项：

下面验证一下安装是否成功，执行nvcc -V，如下图所示，那么恭喜你，安装成功啦。

安装cudnn和nccl

安装cudnn和nccl需要先在nvidia注册账号，注册之后可以在以下两个地址下载相应的rpm包，然后rpm -ivh XXXXX.rpm包即可。

cudnn下载地址： https://developer.nvidia.com/cudnn

nccl下载地址：https://developer.nvidia.com/nccl/nccl-legacy-downloads

安装完成后，如下图所示说明已经安装成功rpm包。

三、模型推理

又到激动人心的时刻啦，让我们来测试一下看看模型的推理效果如何？首先我们先擦拭一下还没有干透辛勤的汗水💦，一切努力，都是为了最终能跟机器人程序对上话，理想情况是让我们感觉它并不是一个机器人。

在终端执行如下命令，然后输入问题即可。

python -m fastchat.serve.cli --model-path ./model/vicuna-7b-all-v1.1 --style rich

当然，还可以根据不同的需求场景，设置不用的运行参数，如下：

#压缩模型预测效果会稍差一点，适合GPU显存不够的场景

python -m fastchat.serve.cli --model-path ./model/vicuna-7b-all-v1.1 --load-8bit --style rich

#使用cpu进行推理，速度会很慢，慎用

python -m fastchat.serve.cli --model-path ./model/vicuna-7b-all-v1.1 --device cpu --style rich

#使用多个GPU进行预测

python -m fastchat.serve.cli --model-path ./model/vicuna-7b-all-v1.1 --num-gpus 3 --style rich

1）推荐菜谱测试：

2）多语言测试：

3）代码能力测试：

4）数学计算测试

5）普通对话推荐

推理过程中GPU服务器资源使用情况，目前使用单GPU进行推理，都可以做到秒级响应，GPU内存空加载13G，推理时不到15G，推理时单GPU算力基本可以达到90%以上，甚至100%，如下图所示。

总结一下：

1）对精确的推理效果并不是很理想，比如推荐菜谱，感觉是在一本正经的胡说八道，按照推理的结果很难做出可口的饭菜🤔️；

2）对多种自然语言的支持，这个真的是出乎预料，竟然日语和西班牙语完全都能够自如应对，可以说是相当的惊艳了；

3）编码能力还是可以的，能够大概给出基本需求，当然如果想直接编译执行可能还需要人工微调，但是作为辅助工具应该是没问题的；

4）数据计算能力目前看还是比较弱的，简单的乘法目前还不能够给出正确的答案；

5）普通的对话是完全没有问题的，对中文的理解也完全能否符合预期，解解闷排解一下孤独是能够cover住的。

由于模型目前还没有做fine-tuning，从目前的推理效果来看，已经是非常不错了，而且推理的效率也是非常不错的，即使使用单GPU进行推理也可以做到秒级响应，而且推理过程中显存占用也才只有60%多，跟空载时候的50%多没差多少，总之在没有经过fine-tuning的情况下，模型的推理表现和推理效率还是可以打7-8分（满分10分）的，如果假以时日，有足够的语料库和进行fine-tuning的话，效果还是可期的。

四、模型fine-tuning

要想使模型适合某一特定领域内的场景，获取特定领域的知识是必不可少的，基于原始模型就要做fine-tuning操作，那么我们尝试做一下fine-tuning，看看效果如何吧。

fine-tuning需要在终端执行一下命令：

torchrun --nproc_per_node=3 --master_port=40001 ./FastChat/fastchat/train/train_mem.py \    --model_name_or_path ./model/llama-7b-hf  \    --data_path dummy.json \    --bf16 False \    --output_dir ./model/vicuna-dummy \    --num_train_epochs 2 \    --per_device_train_batch_size 1 \    --per_device_eval_batch_size 1 \    --gradient_accumulation_steps 8 \    --evaluation_strategy "no" \    --save_strategy "steps" \    --save_steps 300 \    --save_total_limit 10 \    --learning_rate 2e-5 \    --weight_decay 0. \    --warmup_ratio 0.03 \    --lr_scheduler_type "cosine" \    --logging_steps 1 \    --report_to "tensorboard" \    --fsdp "full_shard auto_wrap" \    --fsdp_transformer_layer_cls_to_wrap 'LlamaDecoderLayer' \    --tf32 False \    --model_max_length 2048 \    --gradient_checkpointing True \    --lazy_preprocess True

最终./model/vicuna-dummy目录输出就是我们fine-tuning之后的模型权重文件目录。

很遗憾，本文fine-tuning没有成功，报错如下：

原因也很简单，由于我们使用的GPU型号是Tesla P40，此款显卡使用的SM_62架构，目前模型fine-tuning至少需要SM_75及以上架构，看社区有在4090、A100或者A80显卡上fine-tuning成功的，所以fine-tuning只能后续再更高架构的显卡上进行了。

五、后续工作

终上，Vicuna模型在整体表现和推理效率上可以说是秒杀Alpaca模型的，我们本文测试用的是Vicuna-7b，如果是Vicuna-13b效果会更好，而且对多种自然语言（包含中文）的支持也要远远好于Alpaca模型，确实像社区所说的，目前Vicuna模型可以说是开源大模型的天花板了，如果想基于开源大模型进行二次开发，是个不二的选择。

基于大模型的本地化部署工作目前就告一段落了，后续做的工作可能有以下几点：

1）如果有更好的显卡，可以对vicuna进行fine-tuinig，验证一下fine-tuning之后模型能不能学到特定领域的知识；

2）找到合适的与目前应用结合的场景，将大语言模型应用落地；

3）基于vicuna开源项目进行二次开发，封装成可用的服务；

4）基于大语言模型进行更多的探索和学习

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