比刷剧还爽！从零开始动手实践小模型训练指南

在当前人工智能快速发展的时代，掌握大模型技术已成为许多技术爱好者和专业人士的目标。然而，理论知识固然重要，真正让你脱颖而出的是动手实践。通过实际操作，你不仅能更深入地理解这些技术，还能开发出有价值的应用。

学习大模型的相关知识以来，我一直都想从头训练一个1B以下的模型，感觉这样才算是真的掌握了大模型。然而，考虑到手头的资源，我只能玩玩迷你的小模型。

首先，面对日新月异的技术发展，我们需要树立一个清晰的学习目标，而不能迷失和沉溺于技术的表面。掌握大模型的关键在于动手实践，通过实际操作，才能真正理解和运用这些先进的技术。只有这样，才能在技术的浪潮中站稳脚跟，并不断提升自己的能力。

理论知识固然重要，但实践更能让你真正掌握大模型技术。通过动手操作，你不仅能理解模型的工作原理，还能开发出有实际应用价值的项目。以下是一些具体的实践建议：

• 试用不同的大语言模型：从OpenAI的GPT系列到Google的BERT和T5，再到MetaAI的LAMMA系列，大语言模型种类繁多。试用这些模型，了解它们各自的优缺点和适用场景，是你迈出实践的第一步。

  
  

  要试用ChatGPT，你可以使用OpenAI的API，并通过Python代码与模型进行交互。以下是一个简单的例子，演示如何使用Python与ChatGPT进行对话：

  import openai
  
  
  # 设置OpenAI API密钥
  openai.api_key = '你的API密钥'
  
  
  # 定义一个函数来与ChatGPT交互
  def chat_with_gpt(prompt):
      response = openai.Completion.create(
          engine="text-davinci-003",  # 选择一个模型，例如text-davinci-003
          prompt=prompt,
          max_tokens=150,  # 响应中生成的最大令牌数
          n=1,  # 响应的数量
          stop=None,  # 何时停止生成
          temperature=0.7,  # 控制输出的随机性
      )
      return response.choices[0].text.strip()
  
  
  # 输入提示词并获取响应
  prompt = "解释一下大模型的工作原理。"
  response = chat_with_gpt(prompt)
  print("ChatGPT的回答：", response)
  

• 创建一个AI智能体：从简单的对话机器人入手，逐步增加复杂度，加入自然语言处理、情感分析等功能。通过这个过程，你可以提升自己的编程和开发能力。

  class SimpleAgent:
      def __init__(self, name):
          self.name = name
  
  
      def greet(self):
          return f"Hello, I'm {self.name}. How can I help you today?"
  
  
      def respond(self, input_text):
          if "hello" in input_text.lower():
              return "Hi there!"
          elif "how are you" in input_text.lower():
              return "I'm good, thank you!"
          elif "bye" in input_text.lower():
              return "Goodbye!"
          else:
              return "Sorry, I don't understand that."
  
  
  # 创建一个名为Bob的简单智能体实例
  agent = SimpleAgent("Bob")
  
  
  # 与智能体互动
  print(agent.greet())  # 打印问候语
  user_input = input("User: ")  # 接收用户输入
  response = agent.respond(user_input)  # 智能体回应
  print("Agent:", response)  # 打印智能体的回应
  

• 了解目前LLM和AI的局限性：虽然大模型在许多任务中表现出色，但它们也有明显的局限性，例如生成看似真实但实际上不合理的内容。了解这些局限性，可以帮助你在实际应用中规避问题。

  数据偏见和数据限制：大语言模型依赖于大量的数据进行训练，如果这些数据存在偏见或者不完整，模型生成的内容可能会反映这些问题。例如，性别、种族、文化偏见可能会在生成的文本中得到体现。
  
  
  理解能力不足：尽管大语言模型能够生成连贯和语义合理的文本，但它们并不真正理解文本背后的含义。这意味着它们在处理复杂的推理、逻辑或者抽象概念时可能会出现误解或者错误的表达。
  
  
  社会和伦理问题：大语言模型的使用引发了一系列社会和伦理问题，包括隐私保护、信息误导、内容生成的责任归属等。这些问题需要综合考虑和解决，以确保模型的应用能够符合社会的期望和法律法规的要求。
  

• 创建一个简单的RAG系统：通过结合检索和生成的优势，创建一个RAG（Retrieval-Augmented Generation）系统，可以提升你的技术水平，并为你的项目增添实用价值。

  
  

  创建一个简单的RAG（Retrieval-Augmented Generation）模型涉及到结合信息检索和生成模型，通常使用Hugging Face的transformers
  库和相关的检索库。以下是一个基本的示例代码，展示如何使用Python创建一个简单的RAG模型：

  from transformers import RagTokenizer, RagRetriever, RagSequenceForGeneration
  from transformers import pipeline
  
  
  # 加载RAG模型和检索器
  tokenizer = RagTokenizer.from_pretrained("facebook/rag-token-base")
  retriever = RagRetriever.from_pretrained("facebook/rag-token-base")
  model = RagSequenceForGeneration.from_pretrained("facebook/rag-token-base")
  
  
  # 输入查询文本
  query = "Who is the president of the United States?"
  
  
  # 使用RAG模型进行文本生成
  def generate_answer(query):
      input_dict = tokenizer.prepare_seq2seq_batch(query, return_tensors="pt")
      retriever_output = retriever(input_dict["input_ids"].numpy())
      generator_input = {
          "retrieved_documents": retriever_output,
          "inputs": input_dict["input_ids"],
      }
      generated = model.generate(**generator_input)
      return tokenizer.batch_decode(generated, skip_special_tokens=True)[0]
  
  
  # 生成答案
  answer = generate_answer(query)
  print(f"Query: {query}")
  print(f"Answer: {answer}")
  

• 微调一个LLM：选择一个你感兴趣的领域，使用相关数据对大语言模型进行微调，可以极大地提升模型的性能。

  
  

  微调（fine-tuning）一个大语言模型（LLM）通常涉及使用预训练的模型作为起点，并在特定任务或数据集上进一步调整模型参数，以使其适应特定的应用场景。以下是一个基本的Python示例，展示如何微调一个Hugging Face Transformers库中的预训练语言模型，例如GPT-2，在自定义数据集上进行情感分类任务的微调：

  from transformers import GPT2Tokenizer, GPT2ForSequenceClassification, Trainer, TrainingArguments
  from sklearn.model_selection import train_test_split
  from sklearn.metrics import accuracy_score
  import torch
  import datasets
  
  
  # 加载预训练模型和分词器
  model_name = "gpt2"
  tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained(model_name)
  model = GPT2ForSequenceClassification.from_pretrained(model_name, num_labels=2)
  
  
  # 加载自定义数据集（示例使用datasets库中的情感分析数据集）
  dataset = datasets.load_dataset("emotion")
  
  
  # 数据预处理函数
  def preprocess_function(examples):
      return tokenizer(examples["text"], padding=True, truncation=True)
  
  
  # 数据集划分为训练集和验证集
  train_dataset, eval_dataset = dataset["train"], dataset["validation"]
  train_dataset = train_dataset.map(preprocess_function, batched=True)
  eval_dataset = eval_dataset.map(preprocess_function, batched=True)
  
  
  # 定义训练参数和Trainer对象
  training_args = TrainingArguments(
      per_device_train_batch_size=8,
      per_device_eval_batch_size=8,
      num_train_epochs=3,
      logging_dir="./logs",
      logging_steps=100,
      evaluation_strategy="epoch",
      save_strategy="epoch",
      report_to="tensorboard",
  )
  
  
  trainer = Trainer(
      model=model,
      args=training_args,
      train_dataset=train_dataset,
      eval_dataset=eval_dataset,
      compute_metrics=lambda pred: {"accuracy": accuracy_score(pred.label_ids, pred.predictions.argmax(-1))},
  )
  
  
  # 开始微调
  trainer.train()
  
  
  # 评估模型
  results = trainer.evaluate()
  print("Evaluation Results:", results)
  

由于大模型动辄耗费巨大的资源，我一直希望有小规模的模型能够自己研究学习。

最近，我在网上搜集了不少资料，主要是GitHub上的仓库和Arxiv上的论文，并将其记录在这里，供大家参考和学习。

从零训练1B以下的小模型，对于资源有限的开发者来说，从零开始训练一个小模型是一个可行且有益的实践项目。以下是一些有用的资源和建议：

• nanoGPT是由大神Andrej Karpathy编写的GPT-2的极简实现。尽管小巧，它却功能完备。GPT-2作为大型模型的鼻祖，许多研究论文都以nanoGPT为基准进行改进或作为对比实验。nanoGPT提供了从0.1B到1.5B不同规模的四个版本选择。

  
  

  项目地址：https://github.com/karpathy/nanoGPT

  
  

  代码参考资料：https://zhuanlan.zhihu.com/p/678155640
  

  
  

• Qwen1.5阿里出品的大模型，参数最小达到0.5B。根据网上的评价，这款模型被认为是目前在中文领域表现最优秀的大型语言模型之一。

  
  

  项目地址：https://github.com/QwenLM/Qwen1.5

  
  

小模型在机器学习和深度学习领域中具有重要的意义和价值。它们通常具有较少的参数和更低的计算复杂度，适合于资源受限的环境和设备，例如移动设备、嵌入式系统或边缘计算设备。

小模型的优势包括更快的推理速度、更低的功耗消耗以及更易于部署和维护。此外，小模型还能够在保持相对较高性能的同时，提供高效的解决方案，为广泛的应用场景带来了灵活性和可行性选择。

最后提供一下小模型供大家参考，如下图所示：

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