Qwen-TPU

本工程实现BM1684X部署语言大模型Qwen-7B-Chat。通过TPU-MLIR编译器将模型转换成bmodel，并采用c++代码将其部署到BM1684X的PCIE环境，或者SoC环境。

• 本工程也支持Qwen-14-Chat，操作方法与Qwen-7B-Chat一致。
• 本工程也支持Qwen-1_8-Chat，操作方法与Qwen-7B-Chat一致。

开发环境准备

1. 下载模型(以Qwen-7B-Chat为例)

git lfs install
git clone [email protected]:Qwen/Qwen-7B-Chat

该工程比较大，会花较长时间。 并将本项目下的files/Qwen-7B-Chat中的文件替换至Qwen-7B-Chat下的对应文件。

2. 下载本项目Qwen-TPU

下载本项目，并导出所有的ONNX（其中需要将本项目files路径下的config.json和modeling_qwen.py文件替换到原模型的文件夹下，如下：

git clone [email protected]:sophgo/Qwen-TPU.git

cd Qwen-TPU
git submodule update --init
cp files/Qwen-7B-Chat/* ../Qwen-7B-Chat
export PYTHONPATH=$PWD/../Qwen-7B-Chat:$PYTHONPATH

cd compile
pip install transformers_stream_generator einops tiktoken
python3 export_onnx.py

因为我们采用BF16格式导出ONNX，需要您的环境上带有CUDA。默认x86不支持BF16。14B或1_8B模型需要将export指定到对应路径,同时export_onnx.py中的模型路径也许做对应的修改

3. 下载docker，启动容器

docker pull sophgo/tpuc_dev:latest

# myname1234 is just an example, you can set your own name
docker run --privileged --name myname1234 -v $PWD:/workspace -it sophgo/tpuc_dev:latest

后文假定环境都在docker的/workspace目录。

4. 下载TPU-MLIR代码并编译

(也可以直接下载编译好的release包解压)

git clone [email protected]:sophgo/tpu-mlir.git
cd tpu-mlir
source ./envsetup.sh
./build.sh

编译模型

注意此时在Docker环境workspace目录。

目前TPU-MLIR支持对Qwen-7B进行BF16、INT8和INT4量化，且支持多芯分布式推理，默认情况下会进行INT8量化和单芯推理，最终生成qwen-7b_int8.bmodel文件。

./compile.sh

若要编译int4，或者bf16版本，则加入--model参数。如下转int4，最终生成qwen-7b_int4.bmodel：

./compile.sh --mode int4

若想进行2芯推理，则执行以下命令，最终生成qwen-7b_int8_2dev.bmodel文件，4芯8芯同理：

./compile.sh --num_device 2

编译程序(C++版本)

执行如下编译 (注意如果是SoC版本，需要把demo目录拷贝到SoC环境编译)：

cd Qwen-TPU/demo
mkdir build
cd build
cmake ..
make

编译生成qwen可执行程序，将qwen、qwen-7b_int8.bmodel和qwen.tiktoken拷贝到同一个目录下就可以执行了。 (qwen.tiktoken来自Qwen-7B-Chat)。

运行qwen:

./qwen --model qwen-7b_int8.bmodel

如果是2芯分布式推理，使用如下命令(比如指定在2号和3号芯片上运行, 用bm-smi查询芯片id号)：

./qwen --model qwen-7b_int8_2dev.bmodel --devid 2,3

运行效果

以下为单芯片下INT8量化模式的运行效果：

常见问题

demo程序无法正常运行

如果demo程序拷贝到运行环境提示无法运行，比如接口找不到等等错误。 原因是运行环境的库有所不同，将demo中的lib_pcie（PCIE）或者 lib_soc(SoC)里面的so文件拷贝到运行环境，链接到里面的so即可。

tiktoken是如何用C++支持的

tiktoken官方没有C++版本，只有python版本。 本工程使用QwenLM/qwen.cpp中的tiktoken处理代码。

如果编译其他seq_length的模型

将Qwen模型中的config.json中seq_length改成对应想要的长度即可

Qwen-7B-Chat做了哪些修改

只对config.json和modeling_qwen.py做了部分调整。

1. 调整config.json文件中参数配置

  "bf16": true,
  "max_position_embeddings": 512,
  "seq_length": 512,

我们采用bf16导出ONNX模型，原因是该模型是通过bf16训练的。用F32也可以，但是这样ONNX体积太大。

2. 对modeling_qwen.py文件代码做调整

1. 第一点修改如下（这是因为TORCH2的算子转ONNX会失败）：

   # SUPPORT_TORCH2 = hasattr(torch, '__version__') and int(torch.__version__.split(".")[0]) >= 2
   SUPPORT_TORCH2 = False

2. 第二点修改如下（这是因为转ONNX，提示Shape推导失败）：

   # attn_weights = attn_weights / torch.full(
   #     [],
   #     size_temp ** 0.5,
   #     dtype=attn_weights.dtype,
   #     device=attn_weights.device,
   # )
   attn_weights = attn_weights / (size_temp ** 0.5)

3. 第三点修改如下（这段代码全部注释掉，是因为可以直接采用attention_mask，避免复杂逻辑，提升性能）：

   # if self.use_cache_quantization:
   #     query_length, key_length = query.size(-2), key[0].size(-2)
   # else:
   #     query_length, key_length = query.size(-2), key.size(-2)
   # causal_mask = registered_causal_mask[
   #     :, :, key_length - query_length : key_length, :key_length
   # ]
   # mask_value = torch.finfo(attn_weights.dtype).min
   # mask_value = torch.full([], mask_value, dtype=attn_weights.dtype).to(
   #     attn_weights.device
   # )
   # attn_weights = torch.where(
   #     causal_mask, attn_weights.to(attn_weights.dtype), mask_value
   # )

4. 第四点修改如下（同上原因）：

   # query_length, key_length = query.size(-2), key.size(-2)
   # causal_mask = registered_causal_mask[
   #     :, :, key_length - query_length : key_length, :key_length
   # ]
   # mask_value = torch.finfo(attn_weights.dtype).min
   # mask_value = torch.tensor(mask_value, dtype=attn_weights.dtype).to(
   #     attn_weights.device
   # )
   # attn_weights = torch.where(causal_mask, attn_weights, mask_value)

5. 第五点修改，将如下代码移至if layer_past is not None:之前：

   if use_cache:
       present = (key, value)
   else:
       present = None

   这是因为kv cache只用输出1个单位就可以了，不用全部输出。提升效率。