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Achieving binary weight and activation for LLMs using Post-Training Quantization

Created by
  • Haebom

저자

Siqing Song, Chuang Wang, Ruiqi Wang, Yi Yang, Xuyao Zhang

개요

본 논문은 대규모 언어 모델(LLM)의 가중치와 활성화 함수를 1-bit 정밀도로 양자화하는 새로운 사후 훈련 양자화 프레임워크를 제안합니다. 기존의 양자화 기법들은 4-bit 미만의 가중치 및 활성화 정밀도에서 성능 저하가 발생하는 문제점을 가지고 있는데, 본 논문에서는 W(1+1)A(1*4) 구성을 제안하여 이를 해결합니다. 가중치는 헤시안 기반의 세분화된 그룹화와 EM 기반 양자화 기법을 사용하여 1-bit로 양자화하고, 추가적인 1-bit를 활용하여 미세 조정을 수행합니다. 활성화 함수는 INT4로 양자화된 값을 4개의 INT1 값으로 분해하고, 양자화 오차를 기반으로 스케일링 인자를 부드럽게 하여 양자화 오차를 줄입니다. 실험 결과, 제안된 방법은 여러 작업에서 기존 최고 성능의 LLM 양자화 기준을 능가하며, 완전히 이진화된 모델을 향한 LLM 양자화 방법의 한계를 뛰어넘습니다. 코드는 https://github.com/JimmyCrave/LLM-PTQ-binarization 에서 확인할 수 있습니다.

시사점, 한계점

시사점:
1-bit 가중치와 활성화 함수를 사용하는 LLM 양자화의 새로운 가능성을 제시합니다.
기존의 4-bit 미만 양자화의 성능 저하 문제를 해결하는 효과적인 방법을 제안합니다.
W2A4 기준 최고 성능을 뛰어넘는 성능 향상을 달성합니다.
완전히 이진화된 LLM 모델 구현에 한 걸음 더 다가섭니다.
한계점:
제안된 방법의 효과가 모든 LLM 아키텍처와 작업에 일반화될 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
1-bit 양자화의 높은 계산 비용을 완전히 상쇄할 수 있는지에 대한 추가적인 분석이 필요합니다.
제안된 방법의 메모리 사용량에 대한 분석이 부족합니다.
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