浅谈MLC LLM(轻设备大模型）

从此，大模型可以在任何设备上编译运行。

「我把大语言模型下到我的 iPhone 上，它神奇地跑起来了！」

还在五一假期美梦中，大模型领域的技术就已经发展到了这种程度。Amazing~~~

对于陈天奇等人开源的新技术，大家一致的评论是「Amazing」。

最近人们都在研究 ChatGPT，大语言模型（LLM）彻底改变了科技领域的格局，但对于 AI 开发者来说，并不是人人都有上万块 A100 的。为了跑得起大模型，就要寻找各种优化方法。

在让大模型变小这条路上，人们做了很多尝试，先是 Meta 开源了 LLaMA，让学界和小公司可以训练自己的模型。随后斯坦福研究者启动了 Lamini，为每个开发者提供了从 GPT-3 到 ChatGPT 的快速调优方案。

最近这个叫 MLC LLM 的项目可谓一步登天，因为它能让你「在任何设备上编译运行大语言模型。

MLC LLM 为我们在各类硬件上原生部署任意大型语言模型提供了解决方案，可将大模型应用于移动端（例如 iPhone）、消费级电脑端（例如 Mac）和 Web 浏览器。

该项目是由 TVM、MXNET、XGBoost 作者，CMU 助理教授，OctoML CTO 陈天奇等多位研究者共同开发的，参与者来自 CMU、华盛顿大学、上海交通大学、OctoML 等院校机构，同时也获得了开源社区的支持。

借助 MLC LLM 方案，我们可以在移动端部署和运行大型语言模型，例如在 iPhone 上运行聊天机器人：

在 Web 浏览器上运行聊天机器人：

当然，在 Windows 和 Linux 上本地运行也是肯定可以的，聊天机器人应用程序能通过 Vulkan 平台在 GPU 上运行：

MLC-LLM 推出不到两天，GitHub 的 Star 量已经接近一千。在社交网络上人们纷纷点赞，表示 MLC-LLM 让我领教了低精度跑 AI 的可怕程度：

也有人晒出了自己的使用体验，iPhone 飞行模式本地跑大语言模型：

简单来说，MLC LLM 是一种通用解决方案，它允许将任何语言模型本地部署在各种硬件后端和本地应用程序上。此外，MLC LLM 还提供了一个高效的框架，供使用者根据需求进一步优化模型性能。

MLC LLM 旨在让每个人都能在个人设备上本地开发、优化和部署 AI 模型，而无需服务器支持，并通过手机和笔记本电脑上的消费级 GPU 进行加速。具体来说，MLC LLM 支持的平台包括：

项目概览

为了实现在各类硬件设备上运行 AI 模型的目标，研究团队首先要解决计算设备和部署环境的多样性问题，主要挑战包括：

支持不同型号的 CPU、GPU 以及其他可能的协处理器和加速器；
部署在用户设备的本地环境中，这些环境可能没有 python 或其他可用的必要依赖项；
通过仔细规划分配和积极压缩模型参数来解决内存限制。
MLC LLM 提供可重复、系统化和可定制的工作流，使开发人员和 AI 系统研究人员能够以 Python 优先的方法实现模型并进行优化。MLC LLM 可以让研究人员们快速试验新模型、新想法和新的编译器 pass，并进行本地部署。

原生部署

为了实现原生部署，研究团队以机器学习编译（MLC）技术为基础来高效部署 AI 模型。MLC LLM 借助一些开源生态系统，包括来自 HuggingFace 和 Google 的分词器，以及 LLaMA、Vicuna、Dolly 等开源 LLM。

MLC LLM 的主要工作流基于 Apache TVM Unity，通过扩展 TVM 后端使模型编译更加透明和高效。

Dynamic shape：该研究将语言模型烘焙（bake）为具有原生 Dynamic shape 支持的 TVM IRModule，避免了对最大输入长度进行额外填充的需要，并减少了计算量和内存使用量。
可组合的 ML 编译优化：MLC LLM 可以执行许多模型部署优化，例如更好的编译代码转换、融合、内存规划和库卸载（library offloading），并且手动代码优化可以很容易地合并为 TVM 的 IRModule 转换，成为一个 Python API。
量化：MLC LLM 利用低位量化来压缩模型权重，并利用 TVM 的 loop-level TensorIR 为不同的压缩编码方案快速定制代码生成。
运行时（Runtime）：TVM 编译生成的库能够通过 TVM runtime 在设备的原生环境中运行，TVM runtime 支持 CUDA/Vulkan/Metal 等主流 GPU 驱动以及 C、JavaScript 等语言的绑定。

此外，MLC 还为 CUDA、Vulkan 和 Metal 生成了 GPU shader，并通过 LLVM 支持多种 CPU，包括 ARM 和 x86。通过改进 TVM 编译器和运行时，使用者可以添加更多支持，例如 OpenCL、sycl、webgpu-native。

MLC-LLM 的发布让我们再次感受到了陈天奇 TVM 的力量。