1.剪枝的定义
把神经网络里不重要的权重 / 神经元删掉,在尽量少掉精度前提下,减小模型体积、降低显存、加速推理,常用于端侧部署。
2.剪枝的分类
- 非结构化剪枝 -- 减少权重
NPU 无法加速,且 RKNN 不支持稀疏推理,RK3588上基本无意义(RK3588不建议做)。
权重就是神经网络里那些被训练出来、用来"加权计算"的数字;
- 结构化剪枝 -- 删除Attention Head / 整个 Layer/某些通道
改变矩阵形状,需重新保存 HuggingFace 模型,再由 RKLLM-Toolkit 量化转换
这里的 FNN 通常指 Feedforward Neural Network(前馈神经网络)。 **FFN是 Transformer 中负责"特征变换和非线性增强"的部分,它在每个 token 上独立计算,不做注意力,也不跨 token 交互。
可以理解为:Attention 负责"看哪里重要",FFN 负责"把信息加工得更丰富"。
如果删减通道,要按通道重要性排序再删,而不是随机删
3.剪枝示例
结构化剪枝代码
import torch
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
def prune_attention_heads(model, prune_num_heads: int):
"""
结构化剪枝:剪掉每一层末尾 prune_num_heads 个注意力头
:param model: causal lm model
:param prune_num_heads: 每层要剪掉多少个head
:return: pruned model
"""
config = model.config
num_heads = config.num_attention_heads
hidden_size = config.hidden_size
head_dim = hidden_size // num_heads
assert prune_num_heads < num_heads, "剪枝head数不能大于总head"
keep_num_heads = num_heads - prune_num_heads
for layer_idx, layer in enumerate(model.model.layers):
attn = layer.self_attn
# ========== Q K V 权重结构化裁剪:保留前 keep_num_heads 个head =========
# weight shape: [hidden_size, hidden_size]
q_proj = attn.q_proj.weight
k_proj = attn.k_proj.weight
v_proj = attn.v_proj.weight
# 只保留前 keep_num_heads head 对应的权重
keep_dim = keep_num_heads * head_dim
attn.q_proj.weight = torch.nn.Parameter(q_proj.weight[:keep_dim, :].clone())
attn.k_proj.weight = torch.nn.Parameter(k_proj.weight[:keep_dim, :].clone())
attn.v_proj.weight = torch.nn.Parameter(v_proj.weight[:keep_dim, :].clone())
# bias同理
if attn.q_proj.bias is not None:
attn.q_proj.bias = torch.nn.Parameter(attn.q_proj.bias[:keep_dim].clone())
attn.k_proj.bias = torch.nn.Parameter(attn.k_proj.bias[:keep_dim].clone())
attn.v_proj.bias = torch.nn.Parameter(attn.v_proj.bias[:keep_dim].clone())
# ========== output proj:输入维度改变 ==========
# o_proj: [hidden_size, keep_dim]
attn.o_proj.weight = torch.nn.Parameter(attn.o_proj.weight[:, :keep_dim].clone())
if attn.o_proj.bias is not None:
pass
# 更新模型config,必须!推理时会读取这个配置
config.num_attention_heads = keep_num_heads
if hasattr(config, "num_key_value_heads"):
# GQA模型需要同步修改KV头,这里简单处理和num_attention_heads保持一致
config.num_key_value_heads = keep_num_heads
print(f"剪枝完成:原heads={num_heads}, keep heads={keep_num_heads}, prune={prune_num_heads}")
return model
if __name__ == "__main__":
model_name = "Qwen/Qwen2-0.5B-Instruct"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
model_name,
torch_dtype=torch.float32,
device_map="cpu"
)
print("原始模型 config num_attention_heads:", model.config.num_attention_heads)
# 每层剪掉2个注意力头,Qwen2‑0.5B 原12head →保留10head
prune_model = prune_attention_heads(model, prune_num_heads=2)
# 测试推理
prompt = "讲一个简短小故事"
inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt")
outputs = prune_model.generate(
**inputs,
max_new_tokens=100,
do_sample=False
)
print("\n剪枝后输出:")
print(tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True))
# 保存剪后模型,可以后续微调
prune_model.save_pretrained("./qwen2‑0.5b‑pruned‑head")
tokenizer.save_pretrained("./qwen2‑0.5b‑pruned‑head")
4.剪枝代码优化方向
实际需要根据每个head重要性进行剪枝
思路:跑一部分校准数据,统计每个注意力头的平均注意力熵 / 梯度,排序,移除分数最差的 head。