Unsloth 微调 Llama 3

本文参考：
https://colab.research.google.com/drive/135ced7oHytdxu3N2DNe1Z0kqjyYIkDXp
改编自：https://blog.csdn.net/qq_38628046/article/details/138906504

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一、项目说明

Llama-3-Chinese-Instruct 是基于Meta Llama-3的中文开源大模型，其在原版Llama-3的基础上使用了大规模中文数据进行增量预训练，并且使用精选指令数据进行精调，进一步提升了中文基础语义和指令理解能力，相比二代相关模型获得了显著性能提升。

GitHub：https://github.com/ymcui/Chinese-LLaMA-Alpaca-3

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安装相关依赖

unsloth 根据不同改的 cuda 版本有不同的安装方式，详见：https://blog.csdn.net/lovechris00/article/details/140404957

pip install --no-deps "xformers<0.0.26" trl peft accelerate bitsandbytes

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下载模型和数据

Unsloth 支持很多模型： https://huggingface.co/unsloth，包括 mistral，llama，gemma

这里我们使用 FlagAlpha/Llama3-Chinese-8B-Instruct 模型 和 kigner/ruozhiba-llama3 数据集

提前下载：

export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.comhuggingface-cli download FlagAlpha/Llama3-Chinese-8B-Instruct
uggingface-cli download --repo-type dataset kigner/ruozhiba-llama3

数据将保存到 ~/.cache/huggingface/hub 下

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你也可以使用 modelscope下载，如：

from modelscope import snapshot_downloadmodel_dir = snapshot_download('FlagAlpha/Llama3-Chinese-8B-Instruct',cache_dir="/root/models")

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安装 modelscope

pip install modelscope 

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二、训练

1、加载 model、tokenizer

from unsloth import FastLanguageModel
import torchmodel, tokenizer = FastLanguageModel.from_pretrained(model_name = "/root/models/Llama3-Chinese-8B-Instruct", # 模型路径max_seq_length = 2048, # 可以设置为任何值内部做了自适应处理# dtype = torch.float16, # 数据类型使用float16dtype = None,  # 会自动推断类型load_in_4bit = True, # 使用4bit量化来减少内存使用

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2、设置LoRA训练参数

model = FastLanguageModel.get_peft_model(model,r = 16, # 选择任何大于0的数字！建议使用8、16、32、64、128target_modules = ["q_proj", "k_proj", "v_proj", "o_proj","gate_proj", "up_proj", "down_proj",],lora_alpha = 16,lora_dropout = 0,  # 支持任何值，但等于0时经过优化bias = "none",    # 支持任何值，但等于"none"时经过优化# [NEW] "unsloth" 使用的VRAM减少30%，适用于2倍更大的批处理大小！use_gradient_checkpointing = "unsloth", # True或"unsloth"适用于非常长的上下文random_state = 3407,use_rslora = False,  # 支持排名稳定的LoRAloftq_config = None, # 和LoftQ

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3、准备数据集

准备数据集其实就是指令集构建，LLM的微调一般指指令微调过程。所谓指令微调，就是使用指定的微调数据格式、形式。
训练目标是让模型具有理解并遵循用户指令的能力。因此在指令集构建时，应该针对目标任务，针对性的构建任务指令集。
这里使用 alpaca 格式的数据集，格式形式如下：

[{"instruction": "用户指令（必填）","input": "用户输入（选填）","output": "模型回答（必填）",},"system": "系统提示词（选填）","history": [["第一轮指令（选填）", "第一轮回答（选填）"],["第二轮指令（选填）", "第二轮回答（选填）"]]
]

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• instruction：用户指令，要求AI执行的任务或问题
• input：用户输入，是完成用户指令所必须的输入内容，就是执行指令所需的具体信息或上下文
• output：模型回答，根据给定的指令和输入生成答案

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这里根据企业私有文档数据，生成相关格式的训练数据集，大概格式如下：

[{"instruction": "内退条件是什么？","input": "","output": "内退条件包括与公司签订正式劳动合同并连续工作满20年及以上，以及距离法定退休年龄不足5年。特殊工种符合国家相关规定可提前退休的也可在退休前5年内提出内退申请。"},
]

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数据格式处理

定义对数据处理的函数方法

alpaca_prompt = """下面是一项描述任务的说明，配有提供进一步背景信息的输入。写出一个适当完成请求的回应。### Instruction:
{}### Input:
{}### Response:
{}"""EOS_TOKEN = tokenizer.eos_token # Must add EOS_TOKEN
def formatting_prompts_func(examples):instructions = examples["instruction"]inputs       = examples["input"]outputs      = examples["output"]texts = []for instruction, input, output in zip(instructions, inputs, outputs):# Must add EOS_TOKEN, otherwise your generation will go on forever!text = alpaca_prompt.format(instruction, input, output) + EOS_TOKENtexts.append(text)return { "text" : texts, }

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加载数据集并进行映射处理操作

from datasets import load_dataset
dataset = load_dataset("kigner/ruozhiba-llama3", split = "train")
dataset = dataset.map(formatting_prompts_func, batched = True,)print(dataset[0])

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经处理后的一条数据格式如下：

{'output': '输出内容','input': '','instruction': '指令内容','text': '下面是一项描述任务的说明，配有提供进一步背景信息的输入。写出一个适当完成请求的回应。\n\n### Instruction:\n指令内容？\n\n### Input:\n\n\n### Response:\n输出内容。<|end_of_text|>'
}

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4、训练超参数配置

from transformers import TrainingArguments
from trl import SFTTrainertraining_args  = TrainingArguments(output_dir = "models/lora/llama", # 输出目录per_device_train_batch_size = 2, # 每个设备的训练批量大小gradient_accumulation_steps = 4, # 梯度累积步数warmup_steps = 5,max_steps = 60, # 最大训练步数，测试时设置# num_train_epochs= 5, # 训练轮数   logging_steps = 10,  # 日志记录频率save_strategy = "steps", # 模型保存策略save_steps = 100, # 模型保存步数learning_rate = 2e-4, # 学习率fp16 = not torch.cuda.is_bf16_supported(), # 是否使用float16训练bf16 = torch.cuda.is_bf16_supported(), # 是否使用bfloat16训练optim = "adamw_8bit",  # 优化器weight_decay = 0.01,  # 正则化技术，通过在损失函数中添加一个正则化项来减小权重的大小lr_scheduler_type = "linear",  # 学习率衰减策略seed = 3407, # 随机种子)

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SFTTrainer

trainer = SFTTrainer(model=model, # 模型tokenizer=tokenizer, # 分词器args=training_args, # 训练参数train_dataset=dataset, # 训练数据集dataset_text_field="text", # 数据集文本字段名称max_seq_length=2048, # 最大序列长度dataset_num_proc=2, # 数据集处理进程数packing=False, # 可以让短序列的训练速度提高5倍
)

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显示当前内存状态

# 当前GPU信息
gpu_stats = torch.cuda.get_device_properties(0)
# 当前模型内存占用
start_gpu_memory = round(torch.cuda.max_memory_reserved() / 1024 / 1024 / 1024, 3)
# GPU最大内存
max_memory = round(gpu_stats.total_memory / 1024 / 1024 / 1024, 3)print(f"GPU = {gpu_stats.name}. Max memory = {max_memory} GB.")
print(f"{start_gpu_memory} GB of memory reserved.")

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可以看出当前模型占用5.633G显存

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5、执行训练

trainer_stats = trainer.train()

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显示最终内存和时间统计数据

# 计算总的GPU使用内存（单位：GB）
used_memory = round(torch.cuda.max_memory_reserved() / 1024 / 1024 / 1024, 3)
# 计算LoRA模型使用的GPU内存（单位：GB）
used_memory_for_lora = round(used_memory - start_gpu_memory, 3)
# 计算总的GPU内存使用百分比
used_percentage = round(used_memory / max_memory * 100, 3)
# 计算LoRA模型的GPU内存使用百分比
lora_percentage = round(used_memory_for_lora / max_memory * 100, 3)print(f"{trainer_stats.metrics['train_runtime']} seconds used for training.")
print(f"{round(trainer_stats.metrics['train_runtime'] / 60, 2)} minutes used for training.")
print(f"Peak reserved memory = {used_memory} GB.")
print(f"Peak reserved memory for training = {used_memory_for_lora} GB.")
print(f"Peak reserved memory % of max memory = {used_percentage} %.")
print(f"Peak reserved memory for training % of max memory = {lora_percentage} %.")

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可以看出模型训练时显存增加了0.732G

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6、模型推理

FastLanguageModel.for_inference(model) # 启用原生推理速度快2倍
inputs = tokenizer(
[alpaca_prompt.format("内退条件是什么？", # instruction"", # input"", # output)
], return_tensors = "pt").to("cuda")outputs = model.generate(**inputs, max_new_tokens = 64, use_cache = True)
tokenizer.batch_decode(outputs)

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可以看出模型回答跟训练数据集中的数据意思基本一致。

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7、保存LoRA模型

注意：这仅保存 LoRA 适配器，而不是完整模型

lora_model = '/home/username/models/lora/llama0715/llama_lora'
model.save_pretrained(lora_model)
# adapter_config.json  adapter_model.safetensors  README.mdtokenizer.save_pretrained(lora_model)
# tokenizer_config.json  special_tokens_map.json  tokenizer.json# 保存到huggingface
# model.push_to_hub("your_name/lora_model", token = "...")
# tokenizer.push_to_hub("your_name/lora_model", token = "...")

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adapter_config.json 内容如下：

{"alpha_pattern": {},"auto_mapping": null,"base_model_name_or_path": "FlagAlpha/Llama3-Chinese-8B-Instruct","bias": "none","fan_in_fan_out": false,"inference_mode": true,"init_lora_weights": true,"layer_replication": null,"layers_pattern": null,"layers_to_transform": null,"loftq_config": {},"lora_alpha": 16,"lora_dropout": 0,"megatron_config": null,"megatron_core": "megatron.core","modules_to_save": null,"peft_type": "LORA","r": 16,"rank_pattern": {},"revision": "unsloth","target_modules": ["gate_proj","k_proj","up_proj","q_proj","o_proj","v_proj","down_proj"],"task_type": "CAUSAL_LM","use_dora": false,"use_rslora": false
}

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8、加载模型

注意：从新加载模型将额外占用显存，若GPU显存不足，需关闭、清除先前加载、训练模型的内存占用
加载刚保存的LoRA适配器用于推断，他将自动加载整个模型及LoRA适配器。adapter_config.json定义了完整模型的路径。

import torch
from unsloth import FastLanguageModelmodel, tokenizer = FastLanguageModel.from_pretrained(model_name = "models/llama_lora",max_seq_length = 2048,dtype = torch.float16,load_in_4bit = True,
)FastLanguageModel.for_inference(model)

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9、执行推理

outputs = model.generate(**inputs, max_new_tokens = 64, use_cache = True)
tokenizer.batch_decode(outputs)

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10、保存完整模型

# 合并到16bit 保存到本地 OR huggingface
model.save_pretrained_merged("models/Llama3", tokenizer, save_method = "merged_16bit",)
# model.push_to_hub_merged("hf/model", tokenizer, save_method = "merged_16bit", token = "")# 合并到4bit 保存到本地 OR huggingface
model.save_pretrained_merged("models/Llama3", tokenizer, save_method = "merged_4bit",)
# model.push_to_hub_merged("hf/model", tokenizer, save_method = "merged_4bit", token = "")

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11、保存为GGUF格式

将模型保存为GGUF格式

# 保存到 16bit GGUF 体积大
model.save_pretrained_gguf("model", tokenizer, quantization_method = "f16")
model.push_to_hub_gguf("hf/model", tokenizer, quantization_method = "f16", token = "")# 保存到 8bit Q8_0 体积适中
model.save_pretrained_gguf("model", tokenizer,)
model.push_to_hub_gguf("hf/model", tokenizer, token = "")# 保存到 q4_k_m GGUF 体积小
model.save_pretrained_gguf("model", tokenizer, quantization_method = "q4_k_m")
model.push_to_hub_gguf("hf/model", tokenizer, quantization_method = "q4_k_m", token = "")

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2024-07-15（一）