斯坦福 Octopus v2：端侧运行大模型性能超越 GPT-4
在大模型落地应用的过程中，端侧 AI（Edge AI）是非常重要的一个方向。近日，斯坦福大学研究人员推出的 Octopus v2 火了，受到了开发者社区的极大关注，模型一夜下载量超 2k。
模型概述
Octopus-V2-2B 是一个拥有 20 亿参数的开源语言模型，专为 Android API 量身定制，旨在在 Android 设备上无缝运行，并将实用性扩展到从 Android 系统管理到多个设备的编排等各种应用程序。
该模型可以在智能手机、汽车、个人电脑等端侧运行，在准确性和延迟方面超越了 GPT-4，并将上下文长度减少了 95%。此外，Octopus v2 比 Llama7B + RAG 方案快 36 倍。这标志着设备端 AI 智能体的时代可能已经到来。
通常，检索增强生成 (RAG) 方法需要对潜在函数参数进行详细描述（有时需要多达数万个输入 token）。基于此，Octopus-V2-2B 在训练和推理阶段引入了独特的函数 token 策略，不仅使其能够达到与 GPT-4 相当的性能水平，而且还显著提高了推理速度，超越了基于 RAG 的方法，这使得它对边缘计算设备特别有利。
Octopus-V2-2B 能够在各种复杂场景中生成单独的、嵌套的和并行的函数调用，这对于构建复杂的智能体任务至关重要。
数据集构建
为了在训练、验证和测试阶段采用高质量数据集，特别是实现高效训练，研究团队用三个关键阶段创建数据集：
- 生成相关的查询及其关联的函数调用参数：确保模型学习正确的映射关系。
- 由适当的函数组件生成不相关的查询：增加负样本，提高模型的抗干扰能力。
- 通过 Google Gemini 实现二进制验证支持：利用强大的基座模型对生成的数据进行自动化校验，保证数据质量。
研究团队编写了 20 个 Android API 描述，用于训练模型。下面是一个 Android API 描述示例：
def get_trending_news(category=None, region='US', language='en', max_results=5):
"""
Fetches trending news articles based on category, region, and language.
Parameters:
- category (str, optional): News category to filter by, by default use None for all categories. Optional to provide.
- region (str, optional): ISO 3166-1 alpha-2 country code for region-specific news, by default, uses 'US'. Optional to provide.
- language (str, optional): ISO 636-1 language code for article language, by default uses 'en'. Optional to provide.
- max_results (int, optional): Maximum number of articles to return, by default, uses 5. Optional to provide.
Returns:
- list [str]: A list of strings, each representing an article. Each string contains the article's heading and URL.
"""
模型开发与训练
该研究采用 Google Gemma-2B 模型作为框架中的预训练模型，并采用两种不同的训练方法：完整模型训练和 LoRA 模型训练。
完整模型训练
在完整模型训练中，该研究使用 AdamW 优化器，学习率设置为 5e-5，warm-up 的 step 数设置为 10，采用线性学习率调度器。这种配置有助于模型在大规模数据上稳定收敛。
LoRA 模型训练
LoRA 模型训练采用与完整模型训练相同的优化器和学习率配置。LoRA rank 设置为 16，并将 LoRA 应用于以下模块：q_proj、k_proj、v_proj、o_proj、up_proj、down_proj。其中，LoRA alpha 参数设置为 32。这种方法允许在不更新所有参数的情况下微调模型，大大降低了显存需求和训练成本。
