昇腾 NPU 环境下 GPT-2 模型本地部署全指南（含踩坑排错）

在昇腾 Atlas 系列 AI 处理器上部署开源大模型，核心是基于torch_npu适配 PyTorch 生态，充分发挥昇腾硬件的算力优势。昇腾作为国产化 AI 算力基础设施的核心载体，凭借安全可控的技术栈，已在政务、金融、能源、交通等关键领域大规模落地，为开源模型的国产化部署提供了可靠的硬件支撑。

本文结合实际部署中的典型问题，从依赖配置、离线模型加载、中英文生成适配到常见错误排查，完整拆解 GPT-2 模型在昇腾环境下的推理部署流程。通过整合 torch_npu 与昇腾 CANN 工具链，开发者不仅能高效完成本地推理，更能掌握一套可复用的技术方案 ------ 让全球开源社区的先进模型成果，在国产化软硬件栈上稳定运行，加速 AI 应用的自主化落地与创新迭代。

资源链接

● 昇腾模型开源地址：https://gitee.com/ascend/ModelZoo-PyTorch

● 昇腾算力申请地址：https://www.hiascend.com/zh/developer/apply

这里的配置直接选最后一个即可

打开终端

一、 环境搭建

查看NPU状态

npu-smi info

首先确保基础依赖正确安装。打开终端执行：

pip install torch transformers datasets accelerate sentencepiece

包名	作用
torch	深度学习框架（昇腾需使用配套的 torch_npu 版本）
transformers	HuggingFace 提供的预训练模型库（含 GPT-2/Neo/J 等）
datasets, accelerate, sentencepiece	辅助数据处理与推理加速

⚠️ 注意：昇腾 NPU 需使用华为官方提供的 PyTorch 移植版本（如 CANN + torch_npu），普通 CUDA 版本无法运行。

二、首次测试：依赖冲突与修复

初次运行时，常因 tokenizers 与 pyarrow 版本不兼容导致报错（见下图）。

▲ tokenizers 与 pyarrow 版本冲突导致导入失败

✅ 解决方案：强制指定兼容版本

# 卸载冲突包
pip uninstall -y tokenizers pyarrow
 
# 安装已验证兼容的版本
pip install tokenizers==0.15.0 pyarrow==12.0.1

💡 建议在虚拟环境中操作，避免污染全局 Python 环境。

三、下载 GPT-2 离线模型文件

为避免网络问题或 Hugging Face 访问限制，推荐通过国内镜像（如 hf-mirror.com）下载模型到本地。

mkdir gpt2-local
cd gpt2-local
 
# 下载分词器文件
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/vocab.json
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/merges.txt
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/tokenizer_config.json
 
# 下载模型权重与配置
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/config.json
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/pytorch_model.bin
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/generation_config.json
 
cd ..

▲ 通过 wget 成功拉取 GPT-2 全套离线文件

四、编写并运行测试脚本（test3.py）

创建 test3.py，加载本地模型进行英文生成测试：

from transformers import GPT2Tokenizer, GPT2LMHeadModel
 
# 1. 加载本地分词器
tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained("./gpt2-local")
tokenizer.pad_token = tokenizer.eos_token  # GPT-2 默认无 pad_token
 
# 2. 加载本地模型
model = GPT2LMHeadModel.from_pretrained("./gpt2-local")
 
# 3. 生成文本
prompt = "Today is a beautiful day,"
inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt")
outputs = model.generate(
    **inputs,
    max_new_tokens=30,
    do_sample=True,
    temperature=0.7
)
 
print("生成结果：", tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True))

运行命令：

python test3.py

✅ 此时应能正常输出英文句子，如："Today is a beautiful day, and I feel so grateful for..."

五、尝试中文生成？小心"乱码陷阱"！

若直接用原生 GPT-2 模型输入中文（如 "今天天气很好，"），会得到如下结果：

▲ 原生 GPT-2 未训练中文，输出为无效 token 组合（看似乱码）

❗ 问题本质

GPT-2 是纯英文模型 ，其词表（vocab.json）仅包含英文子词（subword）和符号，完全未覆盖中文字符。因此无法理解或生成有效中文。

六、解决方案：切换至中文预训练 GPT-2

推荐使用社区开源的中文 GPT-2 模型：uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall

步骤 1：下载中文模型文件

mkdir gpt2-chinese-local
cd gpt2-chinese-local
 
# 下载核心文件（通过国内镜像）
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/vocab.json
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/merges.txt
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/config.json
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/pytorch_model.bin
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/tokenizer_config.json

⚠️ 注意：该模型虽名为 "GPT-2"，但实际使用 BERT-style 分词器！

七、第一次踩坑：分词器类型错误

若仍使用 GPT2Tokenizer 加载中文模型，会报错：

▲ 试图用 GPT2Tokenizer 加载 BERT 分词格式的模型，失败

✅ 正确做法：改用 BertTokenizer

修改 test4.py 如下：

from transformers import BertTokenizer, GPT2LMHeadModel
 
tokenizer = BertTokenizer.from_pretrained("gpt2-chinese-local")
tokenizer.pad_token = tokenizer.eos_token  # 设置 pad token
 
model = GPT2LMHeadModel.from_pretrained("gpt2-chinese-local")
 
prompt = "今天天气很好，"
inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt")
outputs = model.generate(
    **inputs,
    max_new_tokens=30,
    do_sample=True,
    temperature=0.7,
    pad_token_id=tokenizer.pad_token_id
)
 
print("生成结果：", tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True))

八、第二次踩坑：缺少 vocab.txt

运行后可能报错：FileNotFoundError: vocab.txt not found

▲ BERT 分词器依赖 vocab.txt，但目录中未提供

✅ 补全缺失文件

cd gpt2-chinese-local
wget https://hf-mirror.com/uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall/resolve/main/vocab.txt
cd ..

🔍 说明：BertTokenizer 使用 vocab.txt 作为词表，而 GPT2Tokenizer 使用 vocab.json + merges.txt。两者格式不兼容！

九、中文生成成功！

最终运行 test4.py，得到如下输出：

▲ 中文 GPT-2 成功生成连贯句子（尽管有重复）

📌 结果分析

● ✅ 功能正常：说明模型加载、分词、推理全流程已打通。

● ⚠️ 质量有限：该模型基于小型语料（ClueCorpussmall）训练，参数量小，易出现重复（如多次输出"今天天气很好"）。

● 💡 建议：如需更高生成质量，可尝试更大规模中文模型（如 ChatGLM、Qwen、Baichuan 等）。

十、切换回英文生成（原生 GPT-2）

若需生成英文内容，应重新使用原生 GPT-2 模型。

步骤 1：下载英文模型

rm -rf gpt2-chinese-local          # 可选：清理旧模型
mkdir gpt2-english-local
cd gpt2-english-local
 
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/vocab.json
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/merges.txt
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/config.json
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/pytorch_model.bin
wget https://hf-mirror.com/gpt2/resolve/main/tokenizer_config.json
 
cd ..

▲ 成功获取原生 GPT-2 英文模型文件

步骤 2：使用英文专用代码（test4.py）

from transformers import GPT2Tokenizer, GPT2LMHeadModel
 
tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained("./gpt2-english-local")
tokenizer.pad_token = tokenizer.eos_token
 
model = GPT2LMHeadModel.from_pretrained("./gpt2-english-local")
 
prompt = "My name is Kaizi, and I like"
inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt")
outputs = model.generate(
    **inputs,
    max_new_tokens=30,
    do_sample=True,
    temperature=0.7,
    pad_token_id=tokenizer.pad_token_id
)
 
print("生成结果：", tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True))

步骤 3：运行结果

▲ 原生 GPT-2 生成流畅英文句子

✅ 输出示例："My name is Kaizi, and I like to explore new ideas in artificial intelligence and machine learning."

🧩 总结与建议

场景	推荐模型	分词器	注意事项
英文生成	gpt2（原生）	GPT2Tokenizer	需 vocab.json + merges.txt
中文生成	uer/gpt2-chinese-cluecorpussmall	BertTokenizer	需 vocab.txt，非标准 GPT-2 分词
高质量中文	Qwen / ChatGLM / Baichuan	各自专用 tokenizer	建议优先考虑国产大模型

📝 免责声明

本文所提供的代码示例与实践经验仅供开发者参考，不保证在所有硬件配置、软件环境或模型版本下均能复现相同结果。实际部署时，请务必：

● 根据具体业务场景和性能要求，合理调整模型与推理参数；

● 在目标环境中进行充分的功能测试与性能验证；

● 结合昇腾官方文档（如 CANN 和 torch_npu 指南）及 Hugging Face 等社区的最新建议，及时适配更新。