# AWQ

[Quantização de Pesos com Consciência da Ativação (AWQ)](https://hf.co/papers/2306.00978) preserva uma pequena fração dos pesos importantes para o desempenho de LLMs, comprimindo o modelo para 4 bits com degradação mínima de desempenho.

Existem várias bibliotecas para quantizar modelos com o algoritmo AWQ, como [llm-awq](https://github.com/mit-han-lab/llm-awq), [autoawq](https://github.com/casper-hansen/AutoAWQ) ou [optimum-intel](https://huggingface.co/docs/optimum/main/en/intel/optimization_inc). O Transformers suporta o carregamento de modelos quantizados com as bibliotecas llm-awq e autoawq. Este guia mostrará como carregar modelos quantizados com autoawq, mas o processo é semelhante para modelos quantizados com llm-awq.

Execute o comando abaixo para instalar o autoawq

```bash
pip install autoawq
```

> [!WARNING]
> AutoAWQ rebaixa o Transformers para a versão 4.47.1. Se você deseja fazer inferência com o AutoAWQ, pode ser necessário reinstalar sua versão do Transformers após instalar o AutoAWQ.

Identifique um modelo quantizado com AWQ verificando a chave `quant_method` no arquivo [config.json](https://huggingface.co/TheBloke/zephyr-7B-alpha-AWQ/blob/main/config.json) do modelo.

```json
{
  "_name_or_path": "/workspace/process/huggingfaceh4_zephyr-7b-alpha/source",
  "architectures": [
    "MistralForCausalLM"
  ],
  ...
  ...
  ...
  "quantization_config": {
    "quant_method": "awq",
    "zero_point": true,
    "group_size": 128,
    "bits": 4,
    "version": "gemm"
  }
}
```

Carregue o modelo quantizado com AWQ usando [from_pretrained()](/docs/transformers/main/pt/main_classes/model#transformers.PreTrainedModel.from_pretrained). Isso define automaticamente os outros pesos em fp16 por padrão, por motivos de desempenho. Use o parâmetro `dtype` para carregar esses outros pesos em um formato diferente.

Se o modelo for carregado na CPU, use o parâmetro `device_map` para movê-lo para um acelerador.

```py
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
from accelerate import Accelerator
import torch

device = Accelerator().device

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
  "TheBloke/zephyr-7B-alpha-AWQ",
  dtype=torch.float32,
  device_map=device
)
```

Use `attn_implementation` para habilitar o [FlashAttention2](../kernel_doc/loading_kernels#attention-kernels) e acelerar ainda mais a inferência.

```py
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer
from accelerate import Accelerator

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
  "TheBloke/zephyr-7B-alpha-AWQ",
  attn_implementation="flash_attention_2",
  device_map=Accelerator().device
)
```

## Módulos fundidos

Módulos fundidos oferecem precisão e desempenho aprimorados. Eles são suportados nativamente para módulos AWQ das arquiteturas [Llama](https://huggingface.co/meta-llama) e [Mistral](https://huggingface.co/mistralai/Mistral-7B-v0.1), mas você também pode fundir módulos AWQ para arquiteturas não suportadas.

> [!WARNING]
> Módulos fundidos não podem ser combinados com outras técnicas de otimização, como FlashAttention2.

Crie um [AwqConfig](/docs/transformers/main/pt/main_classes/quantization#transformers.AwqConfig) e defina os parâmetros `fuse_max_seq_len` e `do_fuse=True` para habilitar os módulos fundidos. O parâmetro `fuse_max_seq_len` é o comprimento total da sequência e deve incluir o comprimento do contexto e o comprimento de geração esperado. Defina um valor maior para garantir a segurança.

O exemplo abaixo funde os módulos AWQ do modelo [TheBloke/Mistral-7B-OpenOrca-AWQ](https://huggingface.co/TheBloke/Mistral-7B-OpenOrca-AWQ).

```python
import torch
from transformers import AwqConfig, AutoModelForCausalLM

quantization_config = AwqConfig(
    bits=4,
    fuse_max_seq_len=512,
    do_fuse=True,
)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
  "TheBloke/Mistral-7B-OpenOrca-AWQ",
  quantization_config=quantization_config
).to(0)
```

O modelo [TheBloke/Mistral-7B-OpenOrca-AWQ](https://huggingface.co/TheBloke/Mistral-7B-OpenOrca-AWQ) foi benchmarkado com `batch_size=1`, com e sem módulos fundidos.

Módulo não fundido

|   Tamanho do Lote |   Comprimento do Prefill |   Comprimento de Decodificação |   Tokens de prefill/s |   Decodificar tokens/s | Memória (VRAM)   |
|-------------:|-----------------:|----------------:|-------------------:|------------------:|:----------------|
|            1 |               32 |              32 |            60.0984 |           38.4537 | 4,50 GB (5,68%) |
|            1 |               64 |              64 |          1333.67   |           31.6604 | 4,50 GB (5,68%) |
|            1 |              128 |             128 |          2434.06   |           31.6272 | 4,50 GB (5,68%) |
|            1 |              256 |             256 |          3072.26   |           38.1731 | 4,50 GB (5,68%) |
|            1 |              512 |             512 |          3184.74   |           31.6819 | 4,59 GB (5,80%) |
|            1 |             1024 |            1024 |          3148.18   |           36.8031 | 4,81 GB (6,07%) |
|            1 |             2048 |            2048 |          2927.33   |           35.2676 | 5,73 GB (7,23%) |

Módulo fundido

|   Tamanho do Lote |   Comprimento do Prefill |   Comprimento de Decodificação |   Tokens de prefill/s |   Decodificar tokens/s | Memória (VRAM)   |
|-------------:|-----------------:|----------------:|-------------------:|------------------:|:----------------|
|            1 |               32 |              32 |            81.4899 |           80.2569 | 4,00 GB (5,05%) |
|            1 |               64 |              64 |          1756.1    |          106.26   | 4,00 GB (5,05%) |
|            1 |              128 |             128 |          2479.32   |          105.631  | 4,00 GB (5,06%) |
|            1 |              256 |             256 |          1813.6    |           85.7485 | 4,01 GB (5,06%) |
|            1 |              512 |             512 |          2848.9    |           97.701  | 4,11 GB (5,19%) |
|            1 |             1024 |            1024 |          3044.35   |           87.7323 | 4,41 GB (5,57%) |
|            1 |             2048 |            2048 |          2715.11   |           89.4709 | 5,57 GB (7,04%) |

A velocidade e a taxa de transferência dos módulos fundidos e não fundidos também foram testadas com a biblioteca [optimum-benchmark](https://github.com/huggingface/optimum-benchmark).

  
    
    memória de pico de forward/tamanho do lote
  
  
    
    gerar throughput/tamanho do lote
  

Para arquiteturas que não suportam módulos fundidos, crie um [AwqConfig](/docs/transformers/main/pt/main_classes/quantization#transformers.AwqConfig) e defina um mapeamento de fusão personalizado em `modules_to_fuse` para determinar quais módulos precisam ser fundidos.

O exemplo abaixo funde os módulos AWQ do modelo [TheBloke/Yi-34B-AWQ](https://huggingface.co/TheBloke/Yi-34B-AWQ).

```python
import torch
from transformers import AwqConfig, AutoModelForCausalLM

quantization_config = AwqConfig(
    bits=4,
    fuse_max_seq_len=512,
    modules_to_fuse={
        "attention": ["q_proj", "k_proj", "v_proj", "o_proj"],
        "layernorm": ["ln1", "ln2", "norm"],
        "mlp": ["gate_proj", "up_proj", "down_proj"],
        "use_alibi": False,
        "num_attention_heads": 56,
        "num_key_value_heads": 8,
        "hidden_size": 7168
    }
)

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
  "TheBloke/Yi-34B-AWQ",
  quantization_config=quantization_config
).to(0)
```

O parâmetro `modules_to_fuse` deve incluir as seguintes chaves.

- `"attention"`: Os nomes das camadas de atenção a serem fundidas na seguinte ordem: camada de projeção de query, key, value e output. Se você não deseja fundir essas camadas, passe uma lista vazia.
- `"layernorm"`: Os nomes de todas as camadas LayerNorm que você deseja substituir por uma LayerNorm customizada e fundida. Se você não deseja fundir essas camadas, passe uma lista vazia.
- `"mlp"`: Os nomes das camadas de MLP que você deseja fundir em uma única camada de MLP, na ordem: (camadas gate (dense, layer, pós-atenção) / up / down).
- `"use_alibi"`: Se o seu modelo usa incorporação posicional ALiBi.
- `"num_attention_heads"`: O número de cabeças de atenção.
- `"num_key_value_heads"`: O número de cabeças de chave-valor que devem ser usadas para implementar Grouped Query Attention (GQA).

  | valor do parâmetro | atenção |
  |---|---|
  | `num_key_value_heads=num_attention_heads` | Atenção Multi-Cabeça |
  | `num_key_value_heads=1` | Atenção Multi-Query |
  | `num_key_value_heads=...` | Atenção de Consulta Agrupada |

- `"hidden_size"`: A dimensão das representações ocultas.

## ExLlamaV2

Os kernels do [ExLlamaV2](https://github.com/turboderp/exllamav2) suportam prefill e decodificação mais rápidos. Execute o comando abaixo para instalar a versão mais recente do autoawq com suporte a ExLlamaV2.

```bash
pip install git+https://github.com/casper-hansen/AutoAWQ.git
```

Defina `version="exllama"` em [AwqConfig](/docs/transformers/main/pt/main_classes/quantization#transformers.AwqConfig) para habilitar os kernels ExLlamaV2.

> [!TIP]
> O ExLlamaV2 é compatível com GPUs AMD.

```py
import torch
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer, AwqConfig

quantization_config = AwqConfig(version="exllama")

model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    "TheBloke/Mistral-7B-Instruct-v0.1-AWQ",
    quantization_config=quantization_config,
    device_map="auto",
)
```

## Recursos

Execute o [notebook](https://colab.research.google.com/drive/1HzZH89yAXJaZgwJDhQj9LqSBux932BvY#scrollTo=Wwsg6nCwoThm) de demonstração do AWQ para mais exemplos de como quantizar um modelo, enviar um modelo quantizado para o Hub e muito mais.

