在大模型时代,模型压缩技术成为提升推理效率、降低计算成本的关键手段。本文将从剪枝、量化和蒸馏三个维度进行综合对比,并提供可复现的实践方案。
剪枝(Pruning) 剪枝通过移除神经网络中不重要的权重来压缩模型。以PyTorch为例,可以使用torch.nn.utils.prune模块实现结构化剪枝:
import torch.nn.utils.prune as prune
prune.l1_unstructured(module, name='weight', amount=0.3)
该方法通常可压缩20-50%的参数,但需注意保持模型精度。
量化(Quantization) 量化将浮点数权重转换为低精度整数表示。PyTorch提供量化API:
import torch.quantization
model.qconfig = torch.quantization.get_default_qconfig('fbgemm')
quantized_model = torch.quantization.prepare(model)
quantized_model = torch.quantization.convert(quantized_model)
可实现8位量化,使模型大小减小4倍,推理速度显著提升。
知识蒸馏(Knowledge Distillation) 蒸馏通过训练一个小模型来模仿大模型的输出。使用交叉熵损失函数:
soft_logits = model_student(input)
hard_logits = model_teacher(input)
loss = alpha * F.kl_div(soft_logits, hard_logits) + (1-alpha) * F.cross_entropy(soft_logits, target)
可实现模型压缩,同时保持较高准确率。
综合来看,剪枝适合参数冗余明显的场景,量化适用于部署环境,蒸馏则在保持精度方面表现更优。

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