大模型微调:从基础模型到专用模型的演进之路
引言
在人工智能领域,大型语言模型(LLM)已经成为改变游戏规则的技术。从GPT-3到GPT-4,这些通用模型展示了惊人的语言理解和生成能力。然而,要让这些"通才"变成特定领域的"专家",微调(Finetuning)技术扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨大模型微调的概念、必要性、实施方法以及它在模型训练全周期中的位置。
什么是大模型微调?
预训练与微调的关系
大模型的开发通常分为两个主要阶段:
-
预训练(Pretraining)
- 模型从零知识状态开始,甚至无法形成英语单词
- 通过"下一个token预测"任务进行训练
- 使用从互联网抓取的巨大文本语料库(通常未标注)
- 采用自监督学习方式
- 训练后,模型学会了语言和世界知识
-
微调(Finetuning)
- 在预训练完成后进行
- 可以使用自监督的无标签数据
- 也可以使用精心策划的带标签数据
- 所需数据量远少于预训练阶段
- 是开发者工具箱中的重要工具
“Finetuning通常指的是进一步的训练,它是预训练后的关键步骤,能够将通用基础模型转化为特定任务的专家模型。”
微调的本质
微调通过以下方式改变模型行为:
- 行为改变:学习更一致的响应方式,学习专注(如内容审核),发掘潜在能力(如更好的对话能力)
- 知识获取:增加对特定新概念的了解,纠正旧的错误信息
- 两者兼具:同时优化模型行为和知识体系
为什么需要微调?
基础模型的局限性
预训练的基础模型存在明显局限,例如:
- 可能产生幻觉(编造不存在的"事实")
- 响应不一致
- 包含不必要的信息
- 缺乏特定领域的专业知识
一个典型例子是当询问"墨西哥的首都是什么?“时,基础模型可能错误地回答"匈牙利的首都是什么?”,显示出它在特定知识上的不足。
微调的核心优势
1. 性能提升
- 停止幻觉现象
- 增加响应一致性
- 减少不必要的信息输出
2. 隐私保护
- 可在本地或虚拟私有云(VPC)部署
- 防止数据泄露
- 避免违规风险
3. 成本效益
- 每次请求成本更低
- 增加透明度
- 提供更大控制权
4. 可靠性增强
- 控制正常运行时间
- 降低延迟
- 内容审核能力
微调在模型训练中的位置
完整的模型开发流程可以表示为:
预训练 → 基础模型 → 微调 → 微调后的模型
微调位于预训练之后,是将通用模型转化为专用模型的关键步骤。它类似于模型的"早期队列外"训练阶段,通过输入更多特定数据(而非仅通过prompt工程)来针对性地训练模型。
微调与Prompting的对比
维度 | Prompting | Finetuning |
---|---|---|
优势 | 无需引入即时功能;无需去感知类;成本低;推荐增强对细胞遗传能力 | 无数据输入限制;能学习新知识;纠正错误;小模型也有优势 |
局限 | 选择量少且易遗忘;存在幻觉问题;可能遗忘或用错处理方式 | 需要更多信息验证;计算成本高;技术要求高;需要专业知识 |
微调的实际应用场景
微调特别适合以下任务类型:
1. 文本输入-文本输出任务
- 提取任务:文本输入,更少文本输出("阅读"类任务)
- 关键词提取
- 主题识别
- 路由选择
- 智能体(规划、推理、自我批评、工具使用等)
- 扩展任务:文本输入,更多文本输出("写作"类任务)
- 聊天对话
- 邮件撰写
- 代码生成
任务清晰度是微调成功的关键指标,明确知道什么是坏的、好的和更好的输出至关重要。
如何进行首次微调:分步指南
- 通过prompt工程识别任务:使用大型LLM探索可能的任务
- 寻找LLM表现尚可的任务:选择模型已经有一定基础的任务领域
- 选择一个具体任务:专注于单一任务以获得最佳效果
- 收集约1000个输入输出对:质量应优于LLM的"尚可"水平
- 在小LLM上进行微调:从小规模开始验证效果
微调的实用方法
- 明确你的任务目标
- 收集与任务相关的输入输出数据
- 如果数据不足,可以生成合成数据
- 先在小模型上微调(如4亿-10亿参数)
- 尝试不同数量的训练数据
- 评估LLM表现,了解优缺点
- 收集更多数据以改进模型
- 逐步增加任务复杂度
- 为提高性能可增大模型规模
微调的技术考量
生成任务的微调特点
- 更新整个模型,而非仅部分参数
- 保持相同的训练目标:下一个token预测
- 高级技术可以减少需要更新的参数数量(如适配器模块)
数据来源挑战
- 预训练数据来源通常不公开
- 开源预训练数据集示例:“The Pile”
- 预训练过程昂贵且耗时
微调的成功案例
从通用模型到专用模型的转变有许多成功实例:
- GitHub Copilot:基于代码生成专门微调
- 专用牙科医生模型:医疗领域的专业应用
- 家庭医生模型:健康咨询的特定场景优化
这些案例展示了如何通过微调将通用能力转化为解决具体问题的专业工具。
未来展望
随着大模型技术的不断发展,微调技术也在持续演进。未来的方向可能包括:
- 更高效的参数更新方法
- 自动化微调流程
- 多任务联合微调
- 持续学习与增量微调
结论
专用模型还是得用大模型去训练,本周使用了一个55.5MB的所谓minimind的“小”模型,对答还是比较机械的,不知道会不会有比较好的微调性能,等构造出来之后,再看看“小”模型的具体效果。