GPT2のモデルをQLoRAでファインチューニングするときのメモ（LINE1.7b・llm-jp1.3b想定）
LLM Advent Calendar 2023 シリーズ2 12月9日の記事として投稿します。
LINEやLLM-jpから、軽量なLLMが公開されています。パラメーター数は1.7B、1.3Bと小さめ。当然、LLMとしての性能はパラメーター数の大きなものには劣りますが、その分、動作が軽いメリットがあります。応用の幅はいろいろ考えられそうです。
これらのモデルはGPT2という、現在主流のGPT-NeoXやLlama 2よりも前の世代のアーキテクチャーで作られています。GPT2をPEFTを使ってQLoRAファインチューニングをする方法が意外と世の中に書かれていなかったので、メモ代わりに残しておきます。
先に結論を言ってしまうと、target_modulesで指定するのは
target_modules = ["wte", "wpe", "c_attn", "c_proj", "c_fc"]になります。他は、世にあるQLoRAの解説と同じで大丈夫です。パラメーターは各自の用途で探っていくしかありません。
target_modulesにさらにlm_headを追加することもできたのですが、ここはまだ詳細を追い切れてないので、いったん、上記の5つでやっています。
上記5つのtarget_modulesで実際に line-corporation/japanese-large-lm-1.7b をQLoRAでファインチューニングして、相づち特化にさせてみたというのが以下の記事になります。
なぜ"wte", "wpe", "c_attn", "c_proj", "c_fc"なのか
QLoRAでtarget_modulesを指定する際に、適当にやると、以下の様に怒られます。
Currently, only the following modules are supported: `torch.nn.Linear`, `torch.nn.Embedding`, `torch.nn.Conv2d`, `transformers.pytorch_utils.Conv1D`.
現状のQLoRAでターゲットにできるのは、Linear層、Embedding層、Conv2d層、Conv1D層だけだよ、という内容です。
ということで、LINEやLLM-jpのモデルの内容を見てみましょう。モデルの構造は、以下の様な簡単なスクリプトでチェックすることができます。（読み込みにはわりと時間がかかります）
from transformers import AutoModelForCausalLM
model_id = "line-corporation/japanese-large-lm-1.7b-instruction-sft"
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_id)
print(model)実際に出力された内容が以下です。
line-corporation/japanese-large-lm-1.7b-instruction-sft
GPT2LMHeadModel(
(transformer): GPT2Model(
(wte): Embedding(51200, 2304)
(wpe): Embedding(2048, 2304)
(drop): Dropout(p=0.1, inplace=False)
(h): ModuleList(
(0-23): 24 x GPT2Block(
(ln_1): LayerNorm((2304,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
(attn): GPT2Attention(
(c_attn): Conv1D()
(c_proj): Conv1D()
(attn_dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
(resid_dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
)
(ln_2): LayerNorm((2304,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
(mlp): GPT2MLP(
(c_fc): Conv1D()
(c_proj): Conv1D()
(act): GELUActivation()
(dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
)
)
)
(ln_f): LayerNorm((2304,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
)
(lm_head): Linear(in_features=2304, out_features=51200, bias=False)
)
LINE pad token id: 2
LINE pad token: </s>
LINE eos token id: 2
LINE eos token: </s>llm-jp/llm-jp-1.3b-v1.0
GPT2LMHeadModel(
(transformer): GPT2Model(
(wte): Embedding(50688, 2048)
(wpe): Embedding(2048, 2048)
(drop): Dropout(p=0.1, inplace=False)
(h): ModuleList(
(0-23): 24 x GPT2Block(
(ln_1): LayerNorm((2048,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
(attn): GPT2Attention(
(c_attn): Conv1D()
(c_proj): Conv1D()
(attn_dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
(resid_dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
)
(ln_2): LayerNorm((2048,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
(mlp): GPT2MLP(
(c_fc): Conv1D()
(c_proj): Conv1D()
(act): GELUActivation()
(dropout): Dropout(p=0.1, inplace=False)
)
)
)
(ln_f): LayerNorm((2048,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
)
(lm_head): Linear(in_features=2048, out_features=50688, bias=False)
)
LLM-jp pad token id: 4
LLM-jp pad token: <pad|LLM-jp>
LLM-jp eos token id: 7
LLM-jp eos token: <EOD|LLM-jp>この中で、Linear層、Embedding層、Conv2d層、Conv1D層となっているものを探すと、(wte), (wpe), (c_attn), (c_proj), (c_fc), (lm_head)です。なので、これらがQLoRAのtarget_modulesとなります。
lm_headについては、ここを対象にしたときにアダプターをどう取り扱えばいいのか、私の理解が不十分だったのでいったんスキップした感じです。理解したらチャレンジしたいと思います。
学習結果としては、先に挙げた記事の通りで、効力を実感できています。パラメーターの調整など、より探求していきたいところです。
最後に、line1.7B instruction sftにQLoRA学習させたときのスクリプトを以下に貼っておきます。おかしなところがあれば、ぜひ御指摘いただけるとありがたいです。
import torch
from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM, BitsAndBytesConfig
model_id = "line-corporation/japanese-large-lm-1.7b-instruction-sft"
bnb_config = BitsAndBytesConfig(
load_in_4bit=True,
bnb_4bit_use_double_quant=True,
bnb_4bit_quant_type="nf4",
bnb_4bit_compute_dtype=torch.bfloat16
)
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_id)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(model_id, quantization_config=bnb_config, device_map={"":0})
from peft import prepare_model_for_kbit_training
model.gradient_checkpointing_enable()
model = prepare_model_for_kbit_training(model)
def print_trainable_parameters(model):
"""
Prints the number of trainable parameters in the model.
"""
trainable_params = 0
all_param = 0
for _, param in model.named_parameters():
all_param += param.numel()
if param.requires_grad:
trainable_params += param.numel()
print(
f"trainable params: {trainable_params} || all params: {all_param} || trainable%: {100 * trainable_params / all_param}"
)
from peft import LoraConfig, get_peft_model
config = LoraConfig(
r=128,
lora_alpha=32,
target_modules=["wte", "wpe", "c_attn", "c_proj", "c_fc"],
lora_dropout=0.05,
bias="none",
task_type="CAUSAL_LM"
)
model = get_peft_model(model, config)
print_trainable_parameters(model)
import datasets
# データセットのJSONLを開く
import json
outputs = []
with open("line_format_aiduti.jsonl", "r", encoding="utf-8") as f:
lines = f.readlines()
for line in lines:
pair = json.loads(line)
outputs.append(pair["text"])
# outputsをdatasets.DatasetDictに変換
data = datasets.Dataset.from_dict({"text": outputs})
data = datasets.DatasetDict({"train": data})
data = data.map(lambda samples: tokenizer(samples["text"]), batched=True)
print(data)
# dataを80%の訓練データと20%の検証データに分割
data = data['train']
data = data.train_test_split(test_size=0.2)
train_dataset = data["train"]
eval_dataset = data["test"]
import transformers
import os
os.environ["WANDB_DISABLED"] = "true"
tokenizer.pad_token = "</s>"
tokenizer.pad_token_id = 2
tokenizer.eos_token = "</s>"
tokenizer.eos_token_id = 2
trainer = transformers.Trainer(
model=model,
train_dataset=train_dataset,
eval_dataset=eval_dataset,
args=transformers.TrainingArguments(
per_device_train_batch_size=1,
gradient_accumulation_steps=4,
num_train_epochs=2,
warmup_steps=200,
learning_rate=2e-4,
fp16=True,
logging_steps=100,
output_dir="results-nolmhead",
optim="paged_adamw_8bit"
),
data_collator=transformers.DataCollatorForLanguageModeling(tokenizer, mlm=False),
)
model.config.use_cache = False # silence the warnings. Please re-enable for inference!
trainer.train()
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お読みいただき、ありがとうございました。
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