带你解开模型蒸馏和模型量化的迷雾

带你解开模型蒸馏和模型量化的迷雾

引用

简书

1.

https://www.jianshu.com/p/496d77a12fec

在AI领域，模型蒸馏和模型量化是两种重要的大模型压缩技术。它们通过不同的方式实现模型的轻量化，以适应不同硬件和应用场景的需求。本文将带你深入了解这两种技术的核心原理和应用场景。

最近大家看各种安装和本地部署教程时，在ollama官网上，deepseek-r1 包含很多模型，截止当前一共有29个Tags。

除了有1.5b-671b不同大小匹配不同性能电脑的模型外，还出现有distill、q4_K_M后缀的模型，这究竟是什么呢？

其实这是对大模型的不同压缩技术，为的是适应不同的硬件和不同的需求目标和实现方式。模型蒸馏distill和模型量化q4_K_M是两种常见的大模型压缩技术，现在带大家一起展开了解下这两个概念。

蒸馏模型

Model Distillation
模型蒸馏是一种知识迁移的方法，其核心思想是将一个大型、性能较好的“教师模型”（Teacher Model）的知识迁移到一个小型、更高效的“学生模型”（Student Model）中。通过这种方式，学生模型可以在保持较高准确性和泛化能力的同时，减少参数数量和计算复杂度。具体来说，
蒸馏过程通常包括以下几个步骤：

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1. 训练教师模型
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   首先训练一个大型的、性能较好的模型作为教师模型。

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2. 生成软标签
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   利用教师模型的输出（通常是概率分布）作为软标签，而不是直接使用硬标签。

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3. 训练学生模型
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   使用这些软标签来训练学生模型，使其能够模仿教师模型的行为。

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4. 优化损失函数
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   在训练过程中，通常会结合学生模型自身的损失和蒸馏损失，以确保学生模型不仅学习到输入数据的特征，还能捕捉到教师模型的“隐含知识”。
   模型蒸馏的优势在于能够在不显著损失性能的情况下，显著减少模型大小和计算需求，特别适用于资源受限的设备，如移动设备和嵌入式系统。

量化模型

Model Quantization
模型量化是一种通过减少模型参数和计算表示精度来压缩模型的技术。其主要目的是将浮点数参数转换为低精度整数（如8位或更低），从而减少存储需求和计算成本。
量化过程通常分为以下几种：

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1. 后训练量化
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   在模型训练完成后进行量化，通过统计分析确定最佳的量化比特数，并对权重和激活值进行量化。
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2. 量化感知训练
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   在训练过程中加入量化噪声，使模型在训练阶段就适应低精度表示，从而提高量化后的性能。
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3. 混合精度训练
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   结合不同精度的数据类型进行训练，以平衡精度和计算效率。
   量化的主要优点是能够在保持较高精度的同时显著减少模型的存储和计算需求，因此也非常适合用于边缘设备和实时应用。课代表小结：模型蒸馏主要通过知识迁移来实现小型化，适用于需要高效推理但对精度要求较高的场景。

结语：

模型蒸馏主要通过知识迁移来实现小型化，适用于需要高效推理但对精度要求较高的场景。模型量化则通过降低参数精度来减少存储和计算成本，适用于资源受限的设备和需要快速推理的应用场景。两者各有优劣，大家通常根据具体需求结合使用，以达到最佳的压缩效果和性能平衡。