模型剪枝、GPTQ 与 AWQ 量化方法。

考查重点:参数压缩机制与算子支持。剪枝减少权重或结构,GPTQ 用近似二阶信息补偿量化误差,AWQ 用激活感知缩放保护敏感通道;低比特需核实际算子支持

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核心回答

剪枝减少参与计算的权重或模型结构;GPTQ和AWQ主要把已有权重压到低比特,两者都是常见的训练后权重量化方法。GPTQ利用校准输入和近似二阶信息,逐步量化并补偿尚未量化权重的误差;AWQ利用激活统计识别敏感通道,通过等价缩放减小量化后的输出误差。它们解决的问题不同,实际选型还要结合模型、校准数据、量化格式及目标设备内核。

剪枝如何影响速度

非结构化剪枝把分散权重置零,可能有较高稀疏率,但普通稠密矩阵乘仍会处理这些零,需稀疏存储和相应内核才能获得实际收益。

结构化剪枝移除通道、头、FFN维度或整层,使矩阵尺寸真正变小,更容易用普通硬件加速;但要保持维度、残差与模型结构一致,剪后通常需要恢复训练或蒸馏。不能只凭权重绝对值小就认定对输出无影响。

GPTQ:量化后补偿误差

对线性层写成Y=WX,用少量代表性输入X寻找低比特权重,使重建误差尽量小:

min ||WX - W_quant X||²

算法利用输入对应的二阶信息,量化一部分权重后,调整同一输出行内尚未量化的权重,尽量补偿输出误差。原论文通过统一列处理顺序、分块延迟更新及Cholesky形式改善效率和数值稳定性。这里W的列对应输入维度,不能把列统一叫输出通道;补偿也不是保证误差为零。

AWQ:量化前做激活感知缩放

只看权重大小不够,因为同样的权重误差乘上不同激活,输出误差不同。AWQ根据校准激活寻找重要通道,并搜索缩放,保护敏感部分。列向量记法下:

WX = (WS)(S⁻¹X),S是输入通道的可逆对角缩放矩阵
量化后近似为 Q(WS)(S⁻¹X)

缩放前是数学等价,量化后则希望近似误差更小。实际实现可将缩放合并到相邻运算中。论文先用保留少量高精度权重解释敏感性,最终AWQ重点是缩放方案,不能把它概括成“固定保留1%的FP16权重”。

一个容量估算与选择方法

假设70亿个权重全部按FP16保存,裸权重约14GB;理想4bit存储约3.5GB,比例为4倍。这只是权重位数估算,还需量化比例/零点、未量化层、KV缓存、工作区和运行时开销;显存或速度不会自动改善4倍。

先比较原始模型、GPTQ和AWQ在相同任务、序列长度与生成配置下的质量,再测实际内核的延迟与吞吐。校准数据应覆盖真实输入分布。若主要问题是KV随上下文增长,单独压缩权重并不能解决全部显存问题。

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