单台机器，就能微调全参数羊驼大模型！

这一令开源党狂喜的最新成果，来自复旦邱锡鹏团队。

具体而言，研究人员提出了名为LOMO（低内存优化）的新优化器，并在配备 8 卡 RTX 3090（24GB 内存）的单台服务器上，成功微调 65B LLaMA。

论文一经发布，就引发了不少讨论——

(资料图片仅供参考)

在 GPT-4 掀起狂潮之后，人们在惊叹于大语言模型能力的同时，正在越来越多地思考模型控制权的问题。

有业内人士对此感到十分兴奋：

对于大模型普及来说，单机微调 LLaMA 65B 具有非常重要的意义！

我曾梦想每个人都至少可以微调 Chinchilla（700 亿参数，DeepMind 出品）这种规模和质量的模型，现在复旦做到了这一点。

论文的主要贡献 LOMO（Low-Memory Optimization）优化器，想要解决的是有限资源条件下，大模型全参数微调的难题。

研究人员指出，在训练大语言模型的过程中，优化器状态占用了大部分内存。比如 Adam，就会把中间状态存储下来，而这些状态的大小能达到参数大小的 2 倍。

因此，复旦团队的优化思路是这样的：

第一步，从算法角度重新思考优化器的功能。由于 SGD（随机梯度下降）不存储任何中间状态，因此这是一个很好的替代方案。问题在于，SGD 中梯度计算和参数更新是分开执行的，仍可能会导致梯度张量过大，内存使用率高。

于是，研究人员提出了 LOMO，将梯度计算和参数更新合二为一，避免存储任何梯度张量，以减少内存占用量。

为了稳定 LOMO 的混合精度训练，研究人员还采取了以下步骤。

梯度归一化：将梯度应用于模型参数之前，对梯度进行归一化。

损失缩放：在计算梯度之前，用损失函数乘以缩放系数。

在训练期间将某些计算转换为全精度

研究人员分析了使用不同优化器的训练过程中，模型状态和激活的内存使用情况。

可以看到，与 AdamW 相比，LOMO 的内存占用从 102.20GB 降低到了 14.58GB。

吞吐量测试的结果则显示，在配备 8 块 RTX 3090 显卡的服务器上，LOMO 可以 hold 得住 LLaMA 65B 的训练。

研究人员提到，使用这样的服务器配置和 LOMO，在 1000 个样本上进行训练，每个样本包含 512 个 token，训练时间大约为 3.6 小时。

研究人员还在 SuperGLUE 基准测试上，比较了 LOMO 与 Zero-shot、LoRA 的下游任务性能。

结果显示，在 6 个数据集和不同大小模型中，LOMO 的表现均好于 Zero-shot。在大部分实验中，LOMO 的表现优于 LoRA。

当然啦，尽管在大模型训练中，8 块 3090 并不是高配，但对于普通人来说，还是有点不亲民。

有不少网友就吐槽说：8 块 3090 还能叫资源有限吗？

不过，也有人认为，这仍然是个好消息。

虽然不太可能拥有这样的服务器配置，但租这个配置的机器也不算贵。

另一边，研究人员也坦承了论文的局限性，并表示将进一步降低训练大语言模型的资源门槛。

目前，使用 LOMO 训练时，大部分内存被参数占用。因此，一个有前景的方向是探索参数量化技术，这可能会大大减少内存使用。

LOMO 一作吕凯，是论文通讯作者、复旦大学计算机科学技术学院邱锡鹏教授门下的硕士生。本科同样毕业于复旦大学。

此前，复旦开源的MOSS大模型，正是来自邱锡鹏团队。

论文地址：

https://arxiv.org/abs/2306.09782

项目地址：

https://github.com/OpenLMLab/LOMO