Py之auto-gptq：auto-gptq的简介、安装、使用方法之详细攻略

---

auto-gptq的简介

AutoGPTQ是一个易于使用的低延迟语言模型（LLM）量化软件包，具有用户友好的API，基于GPTQ算法。一个基于 GPTQ 算法，简单易用且拥有用户友好型接口的大语言模型量化工具包。

1、版本更新历史

2023-08-23 - (新闻) - ��� Transformers、optimum 和 peft 完成了对 auto-gptq 的集成，现在使用 GPTQ 模型进行推理和训练将变得更容易！阅读 这篇博客 和相关资源以了解更多细节！
2023-08-21 - (新闻) - 通义千问团队发布了基于 auto-gptq 的 Qwen-7B 4bit 量化版本模型，并提供了详尽的测评结果
2023-08-06 - (更新) - 支持 exllama 的 q4 CUDA 算子使得 int4 量化模型能够获得至少1.3倍的推理速度提升.
2023-08-04 - (更新) - 支持 RoCm 使得 AMD GPU 的用户能够使用 auto-gptq 的 CUDA 拓展.
2023-07-26 - (更新) - 一个优雅的 PPL 测评脚本以获得可以与诸如 llama.cpp 等代码库进行公平比较的结果。
2023-06-05 - (更新) - 集成 ��� peft 来使用 gptq 量化过的模型训练适应层，支持 LoRA，AdaLoRA，AdaptionPrompt 等。
2023-05-30 - (更新) - 支持从 ��� Hub 下载量化好的模型或上次量化好的模型到 ��� Hub。

2、性能对比

推理速度

以下结果通过这个脚本生成，文本输入的 batch size 为1，解码策略为 beam search 并且强制模型生成512个 token，速度的计量单位为 tokens/s（越大越好）。

量化模型通过能够最大化推理速度的方式加载。

model	GPU	num_beams	fp16	gptq-int4
llama-7b	1xA100-40G	1	18.87	25.53
llama-7b	1xA100-40G	4	68.79	91.30
moss-moon 16b	1xA100-40G	1	12.48	15.25
moss-moon 16b	1xA100-40G	4	OOM	42.67
moss-moon 16b	2xA100-40G	1	06.83	06.78
moss-moon 16b	2xA100-40G	4	13.10	10.80
gpt-j 6b	1xRTX3060-12G	1	OOM	29.55
gpt-j 6b	1xRTX3060-12G	4	OOM	47.36

困惑度（PPL）

对于困惑度的对比， 你可以参考 这里 和 这里

3、支持的模型

你可以使用 model.config.model_type 来对照下表以检查你正在使用的一个模型是否被 auto_gptq 所支持。
比如， WizardLM，vicuna 和 gpt4all 模型的 model_type 皆为 llama， 因此这些模型皆被 auto_gptq 所支持。

model type	quantization	inference	peft-lora	peft-ada-lora	peft-adaption_prompt
bloom	✅	✅	✅	✅
gpt2	✅	✅	✅	✅
gpt_neox	✅	✅	✅	✅	✅要求该分支的 peft
gptj	✅	✅	✅	✅	✅要求该分支的 peft
llama	✅	✅	✅	✅	✅
moss	✅	✅	✅	✅	✅要求该分支的 peft
opt	✅	✅	✅	✅
gpt_bigcode	✅	✅	✅	✅
codegen	✅	✅	✅	✅
falcon(RefinedWebModel/RefinedWeb)	✅	✅	✅	✅

3、支持的评估任务

目前， auto_gptq 支持以下评估任务： 更多的评估任务即将到来！

LanguageModelingTask, 
SequenceClassificationTask 和 
TextSummarizationTask；

auto-gptq的安装

你可以通过 pip 来安装与 PyTorch 2.0.1 相兼容的最新稳定版本的 AutoGPTQ 的预构建轮子文件：警告： 预构建的轮子文件不一定在 PyTorch 的 nightly 版本上有效。如果要使用 PyTorch 的 nightly 版本，请从源码安装 AutoGPTQ。

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple auto-gptq



对于 CUDA 11.7： 
pip install auto-gptq --extra-index-url https://huggingface.github.io/autogptq-index/whl/cu117/

对于 CUDA 11.8： 
pip install auto-gptq --extra-index-url https://huggingface.github.io/autogptq-index/whl/cu118/

对于 RoCm 5.4.2： pip install auto-gptq --extra-index-url https://huggingfac
e.github.io/autogptq-index/whl/rocm542/

auto-gptq的使用方法

1、基础用法

(1)、量化和推理

警告：这里仅是对 AutoGPTQ 中基本接口的用法展示，只使用了一条文本来量化一个特别小的模型，因此其结果的表现可能不如在大模型上执行量化后预期的那样好。以下展示了使用 auto_gptq 进行量化和推理的最简单用法：

from transformers import AutoTokenizer, TextGenerationPipeline
from auto_gptq import AutoGPTQForCausalLM, BaseQuantizeConfig


pretrained_model_dir = "facebook/opt-125m"
quantized_model_dir = "opt-125m-4bit"


tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(pretrained_model_dir, use_fast=True)
examples = [
    tokenizer(
        "auto-gptq is an easy-to-use model quantization library with user-friendly apis, based on GPTQ algorithm."
    )
]

quantize_config = BaseQuantizeConfig(
    bits=4,  # 将模型量化为 4-bit 数值类型
    group_size=128,  # 一般推荐将此参数的值设置为 128
    desc_act=False,  # 设为 False 可以显著提升推理速度，但是 ppl 可能会轻微地变差
)

# 加载未量化的模型，默认情况下，模型总是会被加载到 CPU 内存中
model = AutoGPTQForCausalLM.from_pretrained(pretrained_model_dir, quantize_config)

# 量化模型, 样本的数据类型应该为 List[Dict]，其中字典的键有且仅有 input_ids 和 attention_mask
model.quantize(examples)

# 保存量化好的模型
model.save_quantized(quantized_model_dir)

# 使用 safetensors 保存量化好的模型
model.save_quantized(quantized_model_dir, use_safetensors=True)

# 将量化好的模型直接上传至 Hugging Face Hub 
# 当使用 use_auth_token=True 时, 确保你已经首先使用 huggingface-cli login 进行了登录
# 或者可以使用 use_auth_token="hf_xxxxxxx" 来显式地添加账户认证 token
# （取消下面三行代码的注释来使用该功能）
# repo_id = f"YourUserName/{quantized_model_dir}"
# commit_message = f"AutoGPTQ model for {pretrained_model_dir}: {quantize_config.bits}bits, gr{quantize_config.group_size}, desc_act={quantize_config.desc_act}"
# model.push_to_hub(repo_id, commit_message=commit_message, use_auth_token=True)

# 或者你也可以同时将量化好的模型保存到本地并上传至 Hugging Face Hub
# （取消下面三行代码的注释来使用该功能）
# repo_id = f"YourUserName/{quantized_model_dir}"
# commit_message = f"AutoGPTQ model for {pretrained_model_dir}: {quantize_config.bits}bits, gr{quantize_config.group_size}, desc_act={quantize_config.desc_act}"
# model.push_to_hub(repo_id, save_dir=quantized_model_dir, use_safetensors=True, commit_message=commit_message, use_auth_token=True)

# 加载量化好的模型到能被识别到的第一块显卡中
model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(quantized_model_dir, device="cuda:0")

# 从 Hugging Face Hub 下载量化好的模型并加载到能被识别到的第一块显卡中
# model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(repo_id, device="cuda:0", use_safetensors=True, use_triton=False)

# 使用 model.generate 执行推理
print(tokenizer.decode(model.generate(**tokenizer("auto_gptq is", return_tensors="pt").to(model.device))[0]))

# 或者使用 TextGenerationPipeline
pipeline = TextGenerationPipeline(model=model, tokenizer=tokenizer)
print(pipeline("auto-gptq is")[0]["generated_text"])