TriForce

TriForce

层级推测解码实现长序列生成的高效无损加速

TriForce是一种新型长序列生成加速技术,无需额外训练即可使用。通过层级推测解码方法,该技术在保持生成质量的同时大幅提高速度。TriForce支持多种长上下文Llama模型,提供片上和卸载运行模式以适应不同硬件。在A100和RTX 4090等GPU上,TriForce展现出优异性能,为大型语言模型的高效部署开辟新途径。

TriForce长序列生成推理加速深度学习无损加速Github开源项目
<div align="center"> <h1><img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/835a84d5/07dbedc9-7ae8-4c00-bf39-53a51792ec93.png" height="40px" align="top"/> TriForce: 使用分层推测解码实现长序列生成的无损加速 </h1>

无需训练,加速长序列生成

</div> <div align="center"> <b><a href="https://github.com/preminstrel">孙汉石</a></b><sup>1</sup>, <b><a href="https://github.com/dreaming-panda">陈卓明</a></b><sup>1</sup>, <b><a href="https://github.com/Hanyuezhuohua">杨鑫宇</a></b><sup>1</sup>, <b><a href="https://github.com/yuandong-tian">田园东</a></b><sup>2</sup>, <b><a href="https://github.com/keroro824">陈贝迪</a></b><sup>1,2</sup> </div> <div align="center"> <sup>1</sup>卡内基梅隆大学 <sup>2</sup>Meta AI (FAIR) </div> <div align="center"> [<a href="https://arxiv.org/abs/2404.11912">论文</a>] | [<a href="https://infini-ai-lab.github.io/TriForce">博客</a>] </div> <br> <div align="center"> <img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/835a84d5/d3fc25eb-1d8f-4202-83d2-f40e6cc1c91e.gif" align="top"/> <figcaption>在2张RTX 4090上使用卸载技术运行<a href="https://huggingface.co/LargeWorldModel/LWM-Text-Chat-128K">LWM-Text-Chat-128K</a>(预填充127K上下文)</figcaption> </div> <br> <div align="center"> <img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/835a84d5/65f15cb1-e2c3-41d6-9e54-3e4388d896b8.png" align="top"/> <figcaption>TriForce框架</figcaption> </div>

环境设置

conda create -n TriForce python=3.9 conda activate TriForce pip install -r requirements.txt pip install flash-attn --no-build-isolation # 安装flash-attn

评估

目前仅支持长上下文Llama模型(包括Llama2-7B-128KLlama2-13B-128KLWM-Text-128KLWM-Text-Chat-128K)。

片上

通过运行以下命令,可以在A100上复现片上结果。--prefill指定提示的上下文长度,--budget指定检索缓存的预算。chunk_size指定KV缓存的块大小。top_ptemp是采样超参数,默认设置为0.9和0.6。gamma是推测解码步数。在单个A100上运行以下命令,您应该能观察到2.2倍的加速。gs包含来自PG-19的20个样本,128k包含128K个样本,lwm包含来自NarrativeQA的样本。

# TriForce,在A100上 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python test/on_chip.py --prefill 124928 --budget 4096 \ --chunk_size 8 --top_p 0.9 --temp 0.6 --gamma 6

卸载

使用张量并行的卸载

我们的框架支持卸载设置的张量并行。--nproc_per_node应设置为用于卸载的GPU数量。以下命令演示了如何使用2个GPU进行张量并行。需要注意的是,RTX 4090不支持张量并行的CUDA Graph(而A100支持)。因此,我们在此设置中禁用了CUDA Graph。--on_chip指定片上KV缓存的层数,可以根据硬件进行调整。卸载的性能在很大程度上取决于PCIE的带宽。为了获得准确的结果,最好确保带宽不被其他程序使用。

# TriForce,在2张RTX 4090 GPU上 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 OMP_NUM_THREADS=48 torchrun --nproc_per_node=2 \ test/offloading_TP.py --budget 12288 --prefill 130048 --dataset gs \ --target llama-7B-128K --on_chip 9 --gamma 16

不使用张量并行的卸载

我们建议使用2张RTX 4090进行卸载,因为编码时间更短,生成延迟更低。但如果您只有1张RTX 4090,仍可以运行以下命令。由于预算较小,平均接受的令牌长度会更短。

# TriForce,CUDA Graph # Huggingface后端,cuda graph可能会占用一些额外的HBM CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python test/offloading.py --prefill 130048 \ --chunk_size 8 --temp 0.6 --top_p 0.9 --gamma 12 --dataset gs \ --budget 8192 --target llama-7B-128K # TriForce,计算和加载重叠 # 重叠可能会占用一些额外的HBM CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 OMP_NUM_THREADS=48 torchrun --nproc_per_node=1 \ test/offloading_TP.py --budget 8192 --prefill 130048 --dataset gs \ --target llama-7B-128K --on_chip 0 --gamma 12

基准

对于卸载,我们提供了自回归基准的实现以供比较。如果TriForce的性能不符合预期,这可能是由于PCIE带宽低,我们建议在相同的硬件上评估基准的性能。为了演示如何在不同的硬件配置上执行基准,这里是在两张RTX 4090 GPU上和单独一张RTX 4090 GPU上运行基准的命令。

# 基准,2张RTX 4090 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 OMP_NUM_THREADS=48 torchrun --nproc_per_node=2 \ test/offloading_TP.py --budget 0 --prefill 130048 --dataset demo \ --target lwm-128K --on_chip 12 --baseline # 基准,1张RTX 4090 CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 OMP_NUM_THREADS=48 torchrun --nproc_per_node=1 \ test/offloading_TP.py --budget 0 --prefill 130048 --dataset demo \ --target lwm-128K --on_chip 2 --baseline

引用

如果您发现TriForce对您的项目和研究有用或相关,请引用我们的论文:

@article{sun2024triforce, title={Triforce: Lossless acceleration of long sequence generation with hierarchical speculative decoding}, author={Sun, Hanshi and Chen, Zhuoming and Yang, Xinyu and Tian, Yuandong and Chen, Beidi}, journal={arXiv preprint arXiv:2404.11912}, year={2024} }

常见问题

  1. 环境问题

    确保您使用的是transformers==4.37.2,因为在更新版本的transformers中apply_rotary_pos_emb API发生了变化。此外,一些环境问题(例如与最新flash-attn的不兼容)可以通过设置torch==2.2.1+cu121flash_attn==2.5.7来解决。更多详情,请参考issue #7

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