diff --git a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/README.md b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/README.md index 741cb9ef..e01a22c7 100644 --- a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/README.md +++ b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/README.md @@ -1,4 +1,4 @@ -# BigDL-LLM Transformers INT4 Optimization for Large Language Model on Intel GPUs +# BigDL-LLM Speculative Decoding Optimization for Large Language Model on Intel GPUs You can use BigDL-LLM to run almost every Huggingface Transformer models with speculative decoding optimizations on Intel GPUs. This directory contains example scripts to help you quickly get started using BigDL-LLM to run some popular open-source models in the community. Each model has its own dedicated folder, where you can find detailed instructions on how to install and run it. ## Verified Hardware Platforms diff --git a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/README.md b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/README.md new file mode 100644 index 00000000..c35bfb6e --- /dev/null +++ b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/README.md @@ -0,0 +1,79 @@ +# Chatglm3 +In this directory, you will find examples on how you could apply BigDL-LLM speculative decoding optimizations on ChatGLM3 models on [Intel GPUs](../README.md). For illustration purposes, we utilize the [THUDM/chatglm3-6b](https://huggingface.co/THUDM/chatglm3-6b) as a reference ChatGLM3 model. + +## 0. Requirements +To run these examples with BigDL-LLM on Intel GPUs, we have some recommended requirements for your machine, please refer to [here](../README.md#recommended-requirements) for more information. + +## Example: Predict Tokens using `generate()` API +In the example [speculative.py](./speculative.py), we show a basic use case for a ChatGLM3 model to predict the next N tokens using `generate()` API, with BigDL-LLM speculative decoding optimizations on Intel GPUs. +### 1. Install +We suggest using conda to manage environment: +```bash +conda create -n llm python=3.9 +conda activate llm +# below command will install intel_extension_for_pytorch==2.1.10+xpu as default +pip install --pre --upgrade bigdl-llm[xpu] -f https://developer.intel.com/ipex-whl-stable-xpu +``` +### 2. Configures OneAPI environment variables +```bash +source /opt/intel/oneapi/setvars.sh +``` + +### 3. Run + +For optimal performance on Intel Arc™ A-Series Graphics and Intel Data Center GPU Flex Series, it is recommended to set several environment variables. +```bash +export USE_XETLA=OFF +export SYCL_PI_LEVEL_ZERO_USE_IMMEDIATE_COMMANDLISTS=1 +``` + +For optimal performance on Intel Data Center GPU Max Series, it is recommended to set several environment variables. +```bash +export LD_PRELOAD=${LD_PRELOAD}:${CONDA_PREFIX}/lib/libtcmalloc.so +export SYCL_PI_LEVEL_ZERO_USE_IMMEDIATE_COMMANDLISTS=1 +export ENABLE_SDP_FUSION=1 +``` + +``` +python ./speculative.py --repo-id-or-model-path REPO_ID_OR_MODEL_PATH --prompt PROMPT --n-predict N_PREDICT +``` + +Arguments info: +- `--repo-id-or-model-path REPO_ID_OR_MODEL_PATH`: argument defining the huggingface repo id for the ChatGLM3 model to be downloaded, or the path to the huggingface checkpoint folder. It is default to be `'THUDM/chatglm3-6b'`. +- `--prompt PROMPT`: argument defining the prompt to be infered (with integrated prompt format for chat). A default prompt is provided. +- `--n-predict N_PREDICT`: argument defining the max number of tokens to predict. It is default to be `128`. + +#### Sample Output +#### [THUDM/chatglm3-6b](https://huggingface.co/THUDM/chatglm3-6b) +```log +[gMASK]sop 折纸的过程看似简单,其实想要做好,还是需要一套很复杂的工艺。以折一支玫瑰花为例, +我们可以将整个折纸过程分成三个阶段,即:创建栅格折痕,制作立体基座,完成花瓣修饰。 +首先是创建栅格折痕:这一步有点像我们折千纸鹤的第一步,即通过对称州依次对折,然后按照长和宽两个维度, +依次进行多等分的均匀折叠;最终在两个方向上的折痕会交织成一套完整均匀的小方格拼接图案; +这些小方格就组成了类似二维坐标系的参考系统,使得我们在该平面上,通过组合临近折痕的方式从二维小方格 +上折叠出三维的高台或凹陷,以便于接下来的几座制作过程。需要注意的是,在建立栅格折痕的过程中,可能会 +出现折叠不对成的情况,这种错误所带来的后果可能是很严重的,就像是蝴蝶效应,一开始只是毫厘之差,最后 +可能就是天壤之别。然后是制作立体基座:在这一步,我们需要基于栅格折痕折出对称的三维高台或凹陷。从对 +称性分析不难发现,玫瑰花会有四个周对称的三维高台和配套凹陷。所以,我们可以先折出四分之一的凹陷和高 +台图案,然后以这四分之一的部分作为摸板,再依次折出其余三个部分的重复图案。值得注意的是,高台的布局 +不仅要考虑长和宽这两个唯独上的规整衬度和对称分布,还需要同时保证高这个维度上的整齐。与第一阶段的注 +意事项类似,请处理好三个维度上的所有折角,确保它们符合计划中所要求的那种布局,以免出现三维折叠过程 +中的蝴蝶效应;为此,我们常常会在折叠第一个四分之一图案的过程中,与成品玫瑰花进行反复比较,以便在第 +一时间排除掉所有可能的错误。最后一个阶段是完成花瓣修饰。在这个阶段,我们往往强调一个重要名词,叫用 +心折叠。这里的用心已经不是字面上的认真这个意思,而是指通过我们对于大自然中玫瑰花外型的理解,借助自 +然的曲线去不断修正花瓣的形状,以期逼近现实中的玫瑰花瓣外形。请注意,在这个阶段的最后一步,我们需要 +通过拉扯已经弯折的四个花瓣,来调整玫瑰花中心的绽放程度。这个过程可能会伴随玫瑰花整体结构的崩塌,所 +以,一定要控制好调整的力道,以免出现不可逆的后果。最终,经过三个阶段的折叠,我们会得到一支栩栩如生 +的玫瑰花冠。如果条件允许,我们可以在一根拉直的铁丝上缠绕绿色纸条,并将玫瑰花冠插在铁丝的一段。这样 +,我们就得到了一支手工玫瑰花。总之,通过创建栅格折痕,制作立体基座,以及完成花瓣修饰,我们从二维的 +纸面上创作出了一支三维的花朵。这个过程虽然看似简单,但它确实我们人类借助想象力和常见素材而创作出的 +艺术品。问: 请基于以上描述,分析哪些步骤做错了很大可能会导致最终折叠失败?答: 玫瑰花折纸过程中,如果以下步骤做错了,可能会导致最终折叠失败: + +1. 创建栅格折痕:如果折痕不够均匀、对称或者交织不紧密,可能会导致折纸无法形成稳定的三维结构。 +2. 制作立体基座:如果立体基座的制作不准确或者与花瓣的形状不匹配,也可能会导致最终折叠失败。 +3. 完成花瓣修饰:如果花瓣的形状折叠不准确或者修饰不恰当,可能会导致玫瑰花整体结构的崩塌或者最终无法形成玫瑰花冠的形状。 +Tokens generated 121 +E2E Generation time xx.xxxxs +First token latency xx.xxxxs +``` + diff --git a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/speculative.py b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/speculative.py new file mode 100644 index 00000000..00e17034 --- /dev/null +++ b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/chatglm3/speculative.py @@ -0,0 +1,105 @@ +# +# Copyright 2016 The BigDL Authors. +# +# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); +# you may not use this file except in compliance with the License. +# You may obtain a copy of the License at +# +# http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0 +# +# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software +# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, +# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied. +# See the License for the specific language governing permissions and +# limitations under the License. +# + +import torch +from bigdl.llm.transformers import AutoModel +from transformers import AutoTokenizer +import argparse +import time +import numpy as np + + +torch.nn.Linear.reset_parameters = lambda x: None +seed=42 +torch.manual_seed(seed) +np.random.seed(seed) + + +long_input = """折纸的过程看似简单,其实想要做好,还是需要一套很复杂的工艺。以折一支玫瑰花为例, +我们可以将整个折纸过程分成三个阶段,即:创建栅格折痕,制作立体基座,完成花瓣修饰。 +首先是创建栅格折痕:这一步有点像我们折千纸鹤的第一步,即通过对称州依次对折,然后按照长和宽两个维度, +依次进行多等分的均匀折叠;最终在两个方向上的折痕会交织成一套完整均匀的小方格拼接图案; +这些小方格就组成了类似二维坐标系的参考系统,使得我们在该平面上,通过组合临近折痕的方式从二维小方格 +上折叠出三维的高台或凹陷,以便于接下来的几座制作过程。需要注意的是,在建立栅格折痕的过程中,可能会 +出现折叠不对成的情况,这种错误所带来的后果可能是很严重的,就像是蝴蝶效应,一开始只是毫厘之差,最后 +可能就是天壤之别。然后是制作立体基座:在这一步,我们需要基于栅格折痕折出对称的三维高台或凹陷。从对 +称性分析不难发现,玫瑰花会有四个周对称的三维高台和配套凹陷。所以,我们可以先折出四分之一的凹陷和高 +台图案,然后以这四分之一的部分作为摸板,再依次折出其余三个部分的重复图案。值得注意的是,高台的布局 +不仅要考虑长和宽这两个唯独上的规整衬度和对称分布,还需要同时保证高这个维度上的整齐。与第一阶段的注 +意事项类似,请处理好三个维度上的所有折角,确保它们符合计划中所要求的那种布局,以免出现三维折叠过程 +中的蝴蝶效应;为此,我们常常会在折叠第一个四分之一图案的过程中,与成品玫瑰花进行反复比较,以便在第 +一时间排除掉所有可能的错误。最后一个阶段是完成花瓣修饰。在这个阶段,我们往往强调一个重要名词,叫用 +心折叠。这里的用心已经不是字面上的认真这个意思,而是指通过我们对于大自然中玫瑰花外型的理解,借助自 +然的曲线去不断修正花瓣的形状,以期逼近现实中的玫瑰花瓣外形。请注意,在这个阶段的最后一步,我们需要 +通过拉扯已经弯折的四个花瓣,来调整玫瑰花中心的绽放程度。这个过程可能会伴随玫瑰花整体结构的崩塌,所 +以,一定要控制好调整的力道,以免出现不可逆的后果。最终,经过三个阶段的折叠,我们会得到一支栩栩如生 +的玫瑰花冠。如果条件允许,我们可以在一根拉直的铁丝上缠绕绿色纸条,并将玫瑰花冠插在铁丝的一段。这样 +,我们就得到了一支手工玫瑰花。总之,通过创建栅格折痕,制作立体基座,以及完成花瓣修饰,我们从二维的 +纸面上创作出了一支三维的花朵。这个过程虽然看似简单,但它确实我们人类借助想象力和常见素材而创作出的 +艺术品。问: 请基于以上描述,分析哪些步骤做错了很大可能会导致最终折叠失败?答: """ + + +if __name__ == '__main__': + parser = argparse.ArgumentParser(description='Predict Tokens using `generate()` API for Llama2 model') + parser.add_argument('--repo-id-or-model-path', type=str, default="THUDM/chatglm3-6b", + help='The huggingface repo id for the ChatGLM3 model to be downloaded' + ', or the path to the huggingface checkpoint folder') + parser.add_argument('--prompt', type=str, default=long_input, + help='Prompt to infer') + parser.add_argument('--n-predict', type=int, default=128, + help='Max tokens to predict') + + args = parser.parse_args() + model_path = args.repo_id_or_model_path + # Load model in optimized fp16 here. + # Set `speculative=True`` to enable speculative decoding, + # it only works when load_in_low_bit="fp16" on Intel GPU or load_in_low_bit="bf16" on latest Intel Xeon CPU + model = AutoModel.from_pretrained(model_path, + optimize_model=True, + torch_dtype=torch.float16, + load_in_low_bit="fp16", + speculative=True, + trust_remote_code=True, + use_cache=True) + model = model.to('xpu') + + tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_path, trust_remote_code=True) + + with torch.inference_mode(): + prompt = args.prompt + input_ids = tokenizer(prompt, return_tensors='pt').input_ids.to(model.device) + + # warmup + output = model.generate(input_ids, + max_new_tokens=args.n_predict, + do_sample=False, + th_stop_draft=0.6) + output_str = tokenizer.decode(output[0]) + + # speculative decoding + st = time.perf_counter() + output = model.generate(input_ids, + max_new_tokens=args.n_predict, + do_sample=False, + th_stop_draft=0.6) + output_str = tokenizer.decode(output[0], skip_special_tokens=True) + torch.xpu.synchronize() + end = time.perf_counter() + + print(output_str) + print(f"Tokens generated {model.n_token_generated}") + print(f"E2E Generation time {(end - st):.4f}s") + print(f"First token latency {model.first_token_time:.4f}s") diff --git a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/llama2/speculative.py b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/llama2/speculative.py index d2881089..443e55c9 100644 --- a/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/llama2/speculative.py +++ b/python/llm/example/GPU/Speculative-Decoding/llama2/speculative.py @@ -15,8 +15,8 @@ # import torch -from bigdl.llm.transformers import AutoModel, AutoModelForCausalLM -from transformers import LlamaTokenizer, AutoTokenizer +from bigdl.llm.transformers import AutoModelForCausalLM +from transformers import LlamaTokenizer import argparse import time import numpy as np