AI大模型量化是什么?量化的分类有哪些?量化的优缺点及应用场景是什么?
【摘要】本文系统介绍了AI大模型量化的核心概念与技术实现。量化通过将高精度参数转换为低精度参数(如FP32转int8),在保留核心功能的同时显著降低模型存储和计算需求。文章详细解析了两种主要量化方法:训练后量化(PTQ)和量化感知训练(QAT),并对比了其适用场景。量化技术虽可能带来精度损失,但能有效提升推理速度、降低能耗,特别适用于边缘设备、实时应用及部分高精度需求场景(如医疗影像分析)。文章还
今天这篇文章我们将从AI大模型量化的概念、原理、分类、优缺点及应用场景等多个方面进行展开讲述。
一、量化的概念与基本原理
1. 核心概念
本质:将大模型的权重和激活值(“模型大脑”)从高精度参数转化为低精度参数,类似“把厚百科全书压缩成小册子”“高分辨率照片转低分辨率”,保留核心功能,减少存储/显存占用、加快推理。
关键:并非简单丢弃浮点数小数位,需结合特定策略实现精度与效率平衡。
2. 核心实现逻辑
量化需通过“确定缩放比例(scale)+ 调整偏移(zero point,非对称量化)+ 范围截取”,让浮点数适配低精度整数区间(如int8、int4)。
最近两年,大家都可以看到AI的发展有多快,我国超10亿参数的大模型,在短短一年之内,已经超过了100个,现在还在不断的发掘中,时代在瞬息万变,我们又为何不给自己多一个选择,多一个出路,多一个可能呢?
与其在传统行业里停滞不前,不如尝试一下新兴行业,而AI大模型恰恰是这两年的大风口,整体AI领域2025年预计缺口1000万人,其中算法、工程应用类人才需求最为紧迫!
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二、量化的分类(核心两种)
训练后量化 PTQ 是使用一批校准数据对训练好的模型进行校准, 将训练过的FP32网络直接转换为定点计算的网络,过程中无需对原始模型进行任何训练。
只对几个超参数调整就可完成量化过程, 且过程简单快速, 无需训练, 因此此方法已被广泛应用于大量的端侧和云侧部署场景, 我们优先推荐尝试PTQ方法来查看是否满足部署精度和性能要求
量化感知训练 QAT 是将训练过的模型量化后又再进行重训练。
由于定点数值无法用于反向梯度计算,实际操作过程是在某些op前插入伪量化节点(fake quantization nodes), 用于在训练时获取流经该op的数据的截断值,便于在部署量化模型时对节点进行量化时使用。
我们需要在训练中通过不断优化精度来获取最佳的量化参数。由于它需要对模型进行训练, 对操作人员技术要求较高。
三、量化的优缺点及应用场景
1. 优势
减少模型大小,降低内存/显存占用。
加快推理速度:多数硬件对低精度数据格式有计算优化。
降低能耗与成本。
2. 挑战(缺陷)
精度损失:低精度导致模型表示能力下降,可能“变笨”。
参数调整困难:需反复实验平衡“模型大小”与“性能”,避免过度量化。
3. 应用场景
边缘设备:需本地处理的设备,如手机、智能摄像头。
实时应用:对推理速度要求高的场景,如自动驾驶。
部分高精度需求场景:如医疗影像分析、金融预测(需控制量化精度损失)。
四、提问:
1. 医疗影像分析、金融预测既然一般要求比较高为什么要量化?
量化不是盲目地牺牲精度,而是一种精密的工程优化。
它的目标是在满足特定应用场景核心需求(金融的速度、医疗的可及性)的前提下,用最小的精度损失换取最大的实用价值。
正因为有了量化技术,这些先进的AI模型才能从实验室走向现实世界,产生巨大的经济和社会效益。
医疗影像分析的核心要求是 “降低误诊漏诊率”(人命关天),金融预测的核心要求是 “控制风险、提升决策可靠性”(动辄百万级损失)。
而这两个领域的天然痛点 ——主观误差、数据过载、风险不可控—— 只有通过 “量化” 才能有效缓解:
主观误差:医生看片可能因经验、疲劳产生判断差异(如对微小病灶的良恶性判断),金融分析师可能因情绪、经验偏差误判市场;
数据过载:一张 CT 有数百层切片,一天可能产生上万张影像;金融市场每秒产生千万级交易数据,人工无法高效处理;
风险不可控:定性判断(如 “肿瘤可能良性”“市场可能上涨”)无法量化风险,一旦出错代价极高。
2.量化就是把浮点数转化为整数嘛?
不完全是。
浮点数转整数”是量化的一种常见且重要的形式,但量化的本质是 “通过离散化降低数值精度,以换取存储和计算效率”。
只要满足 “降精度” 和 “离散化”,无论输入输出是浮点数还是整数(比如 32 位整数转 8 位整数),都属于量化。
最近两年,大家都可以看到AI的发展有多快,我国超10亿参数的大模型,在短短一年之内,已经超过了100个,现在还在不断的发掘中,时代在瞬息万变,我们又为何不给自己多一个选择,多一个出路,多一个可能呢?
与其在传统行业里停滞不前,不如尝试一下新兴行业,而AI大模型恰恰是这两年的大风口,整体AI领域2025年预计缺口1000万人,其中算法、工程应用类人才需求最为紧迫!
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