ReLU Strikes Back: Exploiting Activation Sparsity in Large Language Models

iclr 2024 oral reviewer 评分 688

1 intro

  • 目前LLM社区中通常使用GELU和SiLU来作为替代激活函数,它们在某些情况下可以提高LLM的预测准确率
  • 但从节省模型计算量的角度考虑,论文认为经典的ReLU函数对模型收敛和性能的影响可以忽略不计,同时可以显着减少计算和权重IO量\
    • ​​​​​​​

2 激活函数影响效果吗?

  • 选用了开源的大模型 OPT,Llama和Falcon
  • 训练数据使用RefinedWeb
  • 分别进行了预训练和finetune两个实验

2.1 不同激活函数对比

2.2 平均激活稀疏度

2.3 从头训练,各个激活函数的效果

使用不同的激活函数时,模型的性能非常相似。

3 ReLU充当预训练LLM的润滑剂

  • 通过上一节的实验,LLM的预测准确率并不依赖于激活函数的类型
  • 但现有大多数LLM均使用ReLU之外的激活函数进行训练
    • --->为了在推理阶段使这些LLM结合ReLU激活的计算优势,论文进行了各种架构改进实验
      • 将ReLU插入到预训练LLM中,模型在微调过程中可能快速的恢复性能,同时提高推理时的稀疏性
      • 作者将这一过程称为对LLM的"再润滑"(ReLUfication)

3.1 阶段1:替换非ReLU激活函数成ReLU

  • 阶段1:使用ReLU替换到LLM中的其他激活函数
    • 在Falcon 和 Llama分别替换 GELU 和 SiLU
    • 由于 OPT 模型已经使用 ReLU 激活,因此这里保持不变

3.1.1 替换后的激活稀疏程度

3.1.2 替换后的网络预测倾向

  • 论文测量了Falcon 和 Llama 预训练模型的预激活分布情况
  • 可以看出,在微调阶段,这个分布本身的变化并不明显
  • ------>表明网络的预测倾向在引入稀疏性时并不会改变,具有良好的稳定性

3.1.4 模型预测准确率随ReLU不断微调的变化情况

模型在微调阶段很快恢复了其原本的性能,其中Llama(绿色线条)完美的达到了ReLU插入之前的预测准确率

3.2阶段2:进一步稀疏化

  • 在一阶段中,作者插入了ReLU来替代其他激活函数,这会导致模型down projection层的输入变稀疏
  • 除了down projection层之外,transformer的解码器层中还有其他复杂的矩阵向量乘法
    • 例如注意力层中的QKV projection,这些矩阵向量乘法大约占总计算量的约 55%
    • ------>对这一部分进行二次稀疏也非常重要
  • 在现代transformer层中,注意力层和 FFN 层的输入都来自归一化层(LayerNorm)
    • 这些层可以被视为 MLP 的一种特定形式,因为它们并不是学习参数,而是学习如何对输入数据进行缩放
    • ------>将ReLU接在归一化层之后来进行二阶段的稀疏激活

3.2.1 进一步稀疏化之后,模型的稀疏程度和zero-shot预测精度

对LLM的不同部位进行稀疏化后,模型的zero-shot精度变化并不明显,但是计算量的差异很大

相关推荐
程序员脚趾7 小时前
GPT-5.6 上线:当 GPT 与 Codex 走向融合,AI 正从“回答问题”走向“完成工作”
人工智能
thubier(段新建)7 小时前
owtb 3pl 面向城市配送物流企业需求V0.2
大数据·人工智能
Token炼金师8 小时前
模型的防线:Prompt 注入防御、越狱攻击与对齐、红队测试、价值观对齐、对抗样本鲁棒性、安全评测与边界 —— 模型安全六防
人工智能·红队测试·prompt 注入防御·越狱攻击与对齐·价值观对齐·对抗样本鲁棒性·安全评测与边界
嘘神秘用8 小时前
布:AI 驱动的 Redis 客户端,更快、更直观
数据库·人工智能·redis
黒亱中旳8 小时前
Java AI 框架三国杀:Solon AI vs Spring AI vs LangChain4j 深度对比
java·人工智能·spring
小和尚同志8 小时前
前端 AI 单元测试思考与落地
前端·人工智能·aigc
alxraves9 小时前
医用超声远程会诊系统:会诊平台的核心架构与功能解析
java·人工智能·架构
jinggongszh9 小时前
智能硬件对接与系统落地:开发岗在制造现场的经验沉淀
大数据·人工智能
ZeekerLin9 小时前
AI 原生团队协作机制:角色、分工与工程文化变化
大数据·人工智能
城中南小10 小时前
零基础认识大语言模型(LLM)工作原理(5.Transformer的FFN模块到底是什么?)
人工智能·语言模型·transformer