在本地运行 LLMs 的 6 种方法

Seal软件發表於2024-02-28

商业人工智能和大型语言模型 (LLM) 有一个很大的缺点：隐私。在处理敏感数据或专有数据时，我们无法从这些工具中获益。因此，我们需要了解如何在本地运行私人 LLM。开源模型提供了一种解决方案，但它们也有自己的挑战和优势。

设定期望值

开源软件种类繁多，有数以千计的模型可供选择，从 Meta 等大型组织提供的模型到个人爱好者开发的模型，各有不同。然而，运行这些模型也面临着一系列挑战：

  • 它们可能需要强大的硬件，须拥有足够的内存和一个 GPU
  • 尽管开源模型在不断改进，但它们的功能通常仍无法与 ChatGPT 等更完善的产品相提并论，因为 ChatGPT 得益于庞大的工程师团队的支持。
  • 并非所有模型都能用于商业用途。

不过，正如同谷歌的一份文件所指出的，开源和闭源模型之间的差距正在缩小。

Hugging Face 和 Transformers

Hugging Face 相当于机器学习和人工智能的 Docker Hub，提供了大量开源模型。并且，Hugging Face 会定期对模型进行基准测试，并提供排行榜，帮助用户选择最佳模型。

Hugging Face 还提供了一个 Python 库 transformers，可以简化本地运行一个 LLM 的过程。下面的示例使用该库运行了一个较旧的 GPT-2 microsoft/DialoGPT-medium 模型。第一次运行时，Transformers 会下载模型，你可以与它进行五次交互。该脚本还需要安装 PyTorch。

from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
import torch

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("microsoft/DialoGPT-medium", padding_side='left')
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("microsoft/DialoGPT-medium")
# source: https://huggingface.co/microsoft/DialoGPT-medium
# Let's chat for 5 lines
for step in range(5):
    # encode the new user input, add the eos_token and return a tensor in Pytorch
    new_user_input_ids = tokenizer.encode(input(">> User:") + tokenizer.eos_token, return_tensors='pt')
    # append the new user input tokens to the chat history
    bot_input_ids = torch.cat([chat_history_ids, new_user_input_ids], dim=-1) if step > 0 else new_user_input_ids
    # generated a response while limiting the total chat history to 1000 tokens, 
    chat_history_ids = model.generate(bot_input_ids, max_length=1000, pad_token_id=tokenizer.eos_token_id)
    # pretty print last output tokens from bot
    print("DialoGPT: {}".format(tokenizer.decode(chat_history_ids[:, bot_input_ids.shape[-1]:][0], skip_special_tokens=True)))

Transformers 优势

  • 自动下载模型
  • 提供代码片段
  • 理想的实验和学习工具

Transformers 劣势

  • 需要对 ML 和 NLP 有扎实的了解
  • 需要具备编码和配置技能

LangChain

我们在本地运行 LLM 的另一种方法是使用 LangChain。LangChain 是一个用于构建人工智能应用程序的 Python 框架。它提供抽象和中间件，以便在其支持的模型之上开发人工智能应用程序。例如，下面的代码向 microsoft/DialoGPT-medium 模型提出了一个问题：

from langchain.llms.huggingface_pipeline import HuggingFacePipeline

hf = HuggingFacePipeline.from_model_id(
    model_id="microsoft/DialoGPT-medium", task="text-generation", pipeline_kwargs={"max_new_tokens": 200, "pad_token_id": 50256},
)
from langchain.prompts import PromptTemplate
template = """Question: {question}
Answer: Let's think step by step."""
prompt = PromptTemplate.from_template(template)
chain = prompt | hf
question = "What is electroencephalography?"
print(chain.invoke({"question": question}))

LangChain 优势

  • 更便捷的模型管理
  • 实用的 AI 应用程序开发工具

**LangChain 劣势
**

  • 速度有限，与 Transformers 相同
  • 仍须编写应用程序的逻辑代码或创建合适的用户界面

Llama.cpp

Llama.cpp 是一个基于 C 和 C++ 的 LLM 推理引擎，针对苹果芯片进行了优化，可运行 Meta 的 Llama2 模型。

一旦我们克隆了资源库并构建了项目，我们就可以使用 Llama.cpp 运行一个模型：

$ ./main -m /path/to/model-file.gguf -p "Hi there!"

Llama.cpp 优势

  • 性能高于基于 Python 的解决方案
  • 在适中的硬件上支持 Llama 7B 等大型模型
  • 提供绑定，以便在通过 Llama.cpp 运行推理的同时使用其他语言构建 AI 应用程序

Llama.cpp 劣势

  • 模型支持有限
  • 需要构建工具

Llamafile

Llamafile 由 Mozilla 开发，为运行 LLM 提供了一个用户友好的替代方案。Llamafile 以其可移植性和创建单文件可执行文件的能力而著称。

下载 llamafile 和任何 GGUF 格式的模型后，我们就可以用以下命令启动本地浏览器会话：

$ ./llamafile -m /path/to/model.gguf

Llamafile 优势

  • 与 Llama.cpp 相同的速度优势
  • 可以创建嵌入模型的单一可执行文件

Llamafile 劣势

  • 该项目仍处于早期阶段
  • 不支持所有模型，只支持 Llama.cpp 支持的模型

Ollama

Ollama 是 Llama.cpp 和 Llamafile 的替代品，对用户更加友好。你可以下载一个可执行文件，在你的机器上安装一个服务。安装完成后，打开终端并运行：

$ ollama run llama2

Ollama 优势

  • 易于安装和使用
  • 可以运行 Ilama 和 vicuña 模型
  • 运行速度极快

Ollama 劣势

  • 提供有限的模型库
  • 自行管理模型，不能重复使用自己的模型
  • 无法调整运行 LLM 的选项
  • 暂无 Windows 版本

GPT4ALL

GPT4ALL 是一款易于使用的桌面应用程序，具有直观的 GUI。它支持本地模型运行，并可通过 API 密钥连接 OpenAI。它的突出特点是能够处理本地文档的上下文，确保隐私。

GPT4ALL 优势

  • 具有友好UI的替代方案
  • 支持各种策划模型

GPT4ALL 劣势

  • 机型选择有限
  • 部分机型有商业用途限制

结论

选择合适的工具在本地运行 LLM 取决于您的需求和专业知识。从 GPT4ALL 等用户友好型应用程序，到 Llama.cpp 等技术性更强的选项，以及基于 Python 的解决方案，可提供多种选择。可见开源模式正在迎头赶上，提供了对数据和隐私的更多控制。随着这些模型的发展，它们或有望与 ChatGPT 等产品竞争。

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