Panduan Inferensi LLM untuk iOS

LLM Inference API memungkinkan Anda menjalankan model bahasa besar (LLM) sepenuhnya di perangkat untuk aplikasi iOS, yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai tugas, seperti membuat teks, mengambil informasi dalam bentuk natural language, dan meringkas dokumen. Tugas ini memberikan dukungan bawaan untuk beberapa model bahasa besar text-to-text, sehingga Anda dapat menerapkan model AI generatif terbaru di perangkat ke aplikasi iOS Anda.

Anda dapat melihat cara kerja tugas ini dengan demo MediaPipe Studio. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang kemampuan, model, dan opsi konfigurasi tugas ini, lihat Ringkasan.

Contoh kode

Kode contoh Tugas MediaPipe adalah implementasi dasar aplikasi LLM Inference API untuk iOS. Anda dapat menggunakan aplikasi sebagai titik awal untuk aplikasi iOS Anda sendiri, atau merujuknya saat memodifikasi aplikasi yang sudah ada. Kode contoh LLM Inference API dihosting di GitHub.

Mendownload kode

Petunjuk berikut menunjukkan cara membuat salinan lokal dari kode contoh menggunakan alat command line git.

Untuk mendownload kode contoh:

  1. Clone repositori git menggunakan perintah berikut:

    git clone https://github.com/google-ai-edge/mediapipe-samples
    
  2. Secara opsional, konfigurasikan instance git untuk menggunakan checkout sparse, sehingga Anda hanya memiliki file untuk aplikasi contoh LLM Inference API:

    cd mediapipe
    git sparse-checkout init --cone
    git sparse-checkout set examples/llm_inference/ios/
    

Setelah membuat versi lokal kode contoh, Anda dapat menginstal library tugas MediaPipe, membuka project menggunakan Xcode, dan menjalankan aplikasi. Untuk mengetahui petunjuknya, lihat Panduan Penyiapan untuk iOS.

Penyiapan

Bagian ini menjelaskan langkah-langkah utama untuk menyiapkan lingkungan pengembangan dan membuat kode project agar dapat menggunakan LLM Inference API. Guna mengetahui informasi umum tentang cara menyiapkan lingkungan pengembangan untuk menggunakan tugas MediaPipe, termasuk persyaratan versi platform, lihat Panduan penyiapan untuk iOS.

Dependensi

LLM Inference API menggunakan library MediaPipeTasksGenai, yang harus diinstal menggunakan CocoaPods. Library ini kompatibel dengan aplikasi Swift dan Objective-C, serta tidak memerlukan penyiapan khusus bahasa tambahan apa pun.

Untuk mengetahui petunjuk cara menginstal CocoaPods di macOS, lihat panduan penginstalan CocoaPods. Untuk petunjuk cara membuat Podfile dengan pod yang diperlukan untuk aplikasi Anda, lihat Menggunakan CocoaPods.

Tambahkan pod MediaPipeTasksGenai di Podfile menggunakan kode berikut:

target 'MyLlmInferenceApp' do
  use_frameworks!
  pod 'MediaPipeTasksGenAI'
  pod 'MediaPipeTasksGenAIC'
end

Jika aplikasi Anda menyertakan target pengujian unit, lihat Panduan Penyiapan untuk iOS untuk mengetahui informasi tambahan tentang penyiapan Podfile.

Model

Tugas MediaPipe LLM Inference API memerlukan model terlatih yang kompatibel dengan tugas ini. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang model terlatih yang tersedia untuk LLM Inference API, lihat bagian Model ringkasan tugas.

Download model

Download model dan tambahkan ke direktori project Anda menggunakan Xcode. Untuk mengetahui petunjuk cara menambahkan file ke project Xcode, baca artikel Mengelola file dan folder di project Xcode Anda.

Download Gemma 2B

Saat membuat aplikasi iOS, gunakan salah satu varian berikut:

  • gemma-2b-it-cpu-int4: Model 4-bit Gemma dengan kompatibilitas CPU.
  • gemma-2b-it-gpu-int4: Model 4-bit Gemma dengan kompatibilitas GPU.
  • Model yang dipetakan Edge Torch AI yang sesuai dengan persyaratan memori iOS.

Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang model lain, lihat ringkasan tugas bagian Model.

Membuat tugas

Anda dapat membuat tugas LLM Inference API dengan memanggil salah satu penginisialisasinya. Penginisialisasi LlmInference(options:) menetapkan nilai untuk opsi konfigurasi.

Jika tidak memerlukan LLM Inference API yang diinisialisasi dengan opsi konfigurasi yang disesuaikan, Anda dapat menggunakan penginisialisasi LlmInference(modelPath:) untuk membuat LLM Inference API dengan opsi default. Untuk mengetahui informasi selengkapnya tentang opsi konfigurasi, lihat Ringkasan Konfigurasi.

Kode berikut menunjukkan cara membangun dan mengonfigurasi tugas ini.

import MediaPipeTasksGenai

let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "model",
                                      ofType: "bin")

let options = LlmInferenceOptions()
options.baseOptions.modelPath = modelPath
options.maxTokens = 1000
options.topk = 40
options.temperature = 0.8
options.randomSeed = 101

let LlmInference = try LlmInference(options: options)

Opsi konfigurasi

Tugas ini memiliki opsi konfigurasi berikut untuk aplikasi iOS:

Nama Opsi Deskripsi Rentang Nilai Nilai Default
modelPath Jalur ke tempat model disimpan dalam direktori project. PATH T/A
maxTokens Jumlah maksimum token (token input + token output) yang ditangani model. Bilangan bulat 512
topk Jumlah token yang dipertimbangkan model pada setiap langkah pembuatan. Membatasi prediksi ke token k teratas yang paling mungkin. Saat menetapkan topk, Anda juga harus menetapkan nilai untuk randomSeed. Bilangan bulat 40
temperature Jumlah keacakan yang diperkenalkan selama pembuatan. Suhu yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak kreativitas pada teks yang dihasilkan, sedangkan suhu yang lebih rendah menghasilkan pembuatan teks yang lebih dapat diprediksi. Saat menetapkan temperature, Anda juga harus menetapkan nilai untuk randomSeed. Float 0,8
randomSeed Seed acak yang digunakan selama pembuatan teks. Bilangan bulat 0
loraPath Jalur absolut ke model LoRA secara lokal di perangkat. Catatan: ini hanya kompatibel dengan model GPU. PATH T/A

Menyiapkan data

LLM Inference API berfungsi dengan data teks. Tugas ini menangani pra-pemrosesan input data, termasuk tokenisasi dan pra-pemrosesan tensor.

Semua pra-pemrosesan ditangani dalam fungsi generateResponse(inputText:). Tidak perlu pemrosesan teks input tambahan terlebih dahulu.

let inputPrompt = "Compose an email to remind Brett of lunch plans at noon on Saturday."

Menjalankan tugas

Untuk menjalankan LLM Inference API, gunakan metode generateResponse(inputText:). LLM Inference API menampilkan kemungkinan kategori untuk teks input.

let result = try LlmInference.generateResponse(inputText: inputPrompt)

Untuk melakukan streaming respons, gunakan metode generateResponseAsync(inputText:).

let resultStream =  LlmInference.generateResponseAsync(inputText: inputPrompt)

do {
  for try await partialResult in resultStream {
    print("\(partialResult)")
  }
  print("Done")
}
catch {
  print("Response error: '\(error)")
}

Menangani dan menampilkan hasil

LLM Inference API menampilkan LlmInferenceResult, yang menyertakan teks respons yang dihasilkan.

Here's a draft you can use:

Subject: Lunch on Saturday Reminder

Hi Brett,

Just a quick reminder about our lunch plans this Saturday at noon.
Let me know if that still works for you.

Looking forward to it!

Best,
[Your Name]

Penyesuaian model LoRA

API inferensi LLM Mediapipe dapat dikonfigurasi untuk mendukung Adaptasi Rendah (LoRA) untuk model bahasa besar. Dengan menggunakan model LoRA yang disesuaikan, developer dapat menyesuaikan perilaku LLM melalui proses pelatihan yang hemat biaya.

Dukungan LoRA dari LLM Inference API berfungsi untuk model Gemma-2B dan Phi-2 untuk backend GPU, dengan bobot LoRA yang hanya berlaku untuk lapisan atensi. Implementasi awal ini berfungsi sebagai API eksperimental untuk pengembangan mendatang dengan rencana untuk mendukung lebih banyak model dan berbagai jenis lapisan dalam update mendatang.

Mempersiapkan model LoRA

Ikuti petunjuk di HuggingFace untuk melatih model LoRA yang telah disesuaikan dengan baik di set data Anda dengan jenis model yang didukung, Gemma-2B atau Phi-2. Model Gemma-2B dan Phi-2 tersedia di HuggingFace dalam format safetensors. Karena LLM Inference API hanya mendukung LoRA pada lapisan atensi, hanya tentukan lapisan atensi saat membuat LoraConfig seperti berikut:

# For Gemma-2B
from peft import LoraConfig
config = LoraConfig(
    r=LORA_RANK,
    target_modules=["q_proj", "v_proj", "k_proj", "o_proj"],
)

# For Phi-2
config = LoraConfig(
    r=LORA_RANK,
    target_modules=["q_proj", "v_proj", "k_proj", "dense"],
)

Untuk pengujian, ada model LoRA yang ditingkatkan dan dapat diakses secara publik yang sesuai dengan LLM Inference API yang tersedia di HuggingFace. Misalnya, monsterapi/gemma-2b-lora-maths-orca-200k untuk Gemma-2B dan lole25/phi-2-sft-ultrachat-lora untuk Phi-2.

Setelah melatih set data yang sudah disiapkan dan menyimpan model, Anda akan mendapatkan file adapter_model.safetensors yang berisi bobot model LoRA yang telah disesuaikan. File safetensors adalah checkpoint LoRA yang digunakan dalam konversi model.

Sebagai langkah berikutnya, Anda perlu mengonversi bobot model menjadi TensorFlow Lite Flatbuffer menggunakan Paket MediaPipe Python. ConversionConfig harus menentukan opsi model dasar serta opsi LoRA tambahan. Perhatikan bahwa karena API hanya mendukung inferensi LoRA dengan GPU, backend harus ditetapkan ke 'gpu'.

import mediapipe as mp
from mediapipe.tasks.python.genai import converter

config = converter.ConversionConfig(
  # Other params related to base model
  ...
  # Must use gpu backend for LoRA conversion
  backend='gpu',
  # LoRA related params
  lora_ckpt=LORA_CKPT,
  lora_rank=LORA_RANK,
  lora_output_tflite_file=LORA_OUTPUT_TFLITE_FILE,
)

converter.convert_checkpoint(config)

Konverter akan menghasilkan dua file flatbuffer TFLite, satu untuk model dasar dan satu lagi untuk model LoRA.

Inferensi model LoRA

LLM Inference API Web, Android, dan iOS diupdate untuk mendukung inferensi model LoRA. Web mendukung LoRA dinamis, yang dapat mengalihkan berbagai model LoRA selama runtime. Android dan iOS mendukung LoRA statis, yang menggunakan bobot LoRA yang sama selama masa aktif tugas.

iOS mendukung LoRA statis selama inisialisasi. Untuk memuat model LoRA, pengguna menentukan jalur model LoRA serta LLM dasar.

import MediaPipeTasksGenai

let modelPath = Bundle.main.path(forResource: "model",
                                      ofType: "bin")
let loraPath= Bundle.main.path(forResource: "lora_model",
                                      ofType: "bin")
let options = LlmInferenceOptions()
options.modelPath = modelPath
options.maxTokens = 1000
options.topk = 40
options.temperature = 0.8
options.randomSeed = 101
options.loraPath = loraPath

let LlmInference = try LlmInference(options: options)

Untuk menjalankan inferensi LLM dengan LoRA, gunakan metode generateResponse() atau generateResponseAsync() yang sama dengan model dasar.