การอนุมานด้วย CodeGemma โดยใช้ JAX และ Flax

เราขอแนะนำ CodeGemma ซึ่งเป็นคอลเล็กชันโมเดลโค้ดแบบเปิดที่อิงตามโมเดล Gemma ของ Google DeepMind (Gemma Team et al., 2024) CodeGemma เป็นกลุ่มโมเดลแบบเปิดที่ทันสมัยและน้ำหนักเบาซึ่งสร้างขึ้นจากงานวิจัยและเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้สร้างโมเดล Gemini

ต่อจากโมเดล Gemma ที่ผ่านการฝึกล่วงหน้า โมเดล CodeGemma ได้รับการฝึกฝนเพิ่มเติมด้วยโทเค็นโค้ดมากกว่า 500-1,000 พันล้านรายการโดยใช้สถาปัตยกรรมเดียวกับตระกูลโมเดล Gemma ด้วยเหตุนี้ โมเดล CodeGemma จึงมีประสิทธิภาพโค้ดที่ล้ำสมัยทั้งในงานการสร้างและดำเนินการกับโค้ด โดยยังคงรักษาทักษะการเข้าใจและการหาเหตุผลที่ยอดเยี่ยมไว้ได้ในระดับที่กว้าง

CodeGemma มี 3 รูปแบบ ได้แก่

  • โมเดลที่ผ่านการฝึกล่วงหน้าด้วยโค้ด 7 พันล้านรายการ
  • โมเดลโค้ดที่ปรับแต่งคำสั่ง 7B
  • โมเดล 2B ที่ฝึกมาโดยเฉพาะสำหรับการเติมโค้ดและการสร้างแบบปลายเปิด

คู่มือนี้จะแนะนำวิธีใช้โมเดล CodeGemma กับ Flax สำหรับงานเติมโค้ด

ตั้งค่า

1. ตั้งค่าการเข้าถึง Kaggle สําหรับ CodeGemma

หากต้องการทําตามบทแนะนํานี้ให้เสร็จสมบูรณ์ ก่อนอื่นคุณต้องทําตามวิธีการตั้งค่าที่หัวข้อการตั้งค่า Gemma ซึ่งจะแสดงวิธีทําสิ่งต่อไปนี้

  • รับสิทธิ์เข้าถึง CodeGemma ใน kaggle.com
  • เลือกรันไทม์ของ Colab ที่มีทรัพยากรเพียงพอ (GPU T4 มีหน่วยความจําไม่เพียงพอ ให้ใช้ TPU v2 แทน) เพื่อเรียกใช้โมเดล CodeGemma
  • สร้างและกําหนดค่าชื่อผู้ใช้และคีย์ API ของ Kaggle

หลังจากตั้งค่า Gemma เสร็จแล้ว ให้ไปยังส่วนถัดไปเพื่อตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อมสําหรับสภาพแวดล้อม Colab

2. ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อม

ตั้งค่าตัวแปรสภาพแวดล้อมสําหรับ KAGGLE_USERNAME และ KAGGLE_KEY เมื่อได้รับข้อความ "ให้สิทธิ์เข้าถึงไหม" ให้ยอมรับการให้สิทธิ์เข้าถึงข้อมูลลับ

import os
from google.colab import userdata # `userdata` is a Colab API.

os.environ["KAGGLE_USERNAME"] = userdata.get('KAGGLE_USERNAME')
os.environ["KAGGLE_KEY"] = userdata.get('KAGGLE_KEY')

3. ติดตั้งไลบรารี gemma

ปัจจุบันการเร่งฮาร์ดแวร์ของ Colab แบบไม่มีค่าใช้จ่ายinsufficientที่จะเรียกใช้สมุดบันทึกนี้ หากคุณใช้ Colab แบบชําระเงินตามการใช้งานหรือ Colab Pro ให้คลิกแก้ไข > การตั้งค่าโน้ตบุ๊ก > เลือก GPU A100 > บันทึกเพื่อเปิดใช้การเร่งด้วยฮาร์ดแวร์

ขั้นตอนต่อไป คุณต้องติดตั้งไลบรารี gemma ของ Google DeepMind จาก github.com/google-deepmind/gemma หากได้รับข้อผิดพลาดเกี่ยวกับ "เครื่องมือแก้ไขข้อกำหนดของ pip" โดยทั่วไปแล้วคุณก็ไม่ต้องสนใจ

pip install -q git+https://github.com/google-deepmind/gemma.git

4. นำเข้าไลบรารี

โน้ตบุ๊กนี้ใช้ Gemma (ซึ่งใช้ Flax เพื่อสร้างเลเยอร์เครือข่ายประสาท) และ SentencePiece (สําหรับการแยกออกเป็นโทเค็น)

import os
from gemma.deprecated import params as params_lib
from gemma.deprecated import sampler as sampler_lib
from gemma.deprecated import transformer as transformer_lib
import sentencepiece as spm

โหลดโมเดล CodeGemma

โหลดโมเดล CodeGemma ด้วย kagglehub.model_download ซึ่งใช้อาร์กิวเมนต์ 3 รายการ ได้แก่

  • handle: แฮนเดิลโมเดลจาก Kaggle
  • path: (สตริงที่ไม่บังคับ) เส้นทางในเครื่อง
  • force_download: (บูลีนที่ไม่บังคับ) บังคับให้ดาวน์โหลดโมเดลอีกครั้ง
GEMMA_VARIANT = '2b-pt' # @param ['2b-pt', '7b-it', '7b-pt', '1.1-2b-pt', '1.1-7b-it'] {type:"string"}
import kagglehub

GEMMA_PATH = kagglehub.model_download(f'google/codegemma/flax/{GEMMA_VARIANT}')
Warning: Looks like you're using an outdated `kagglehub` version, please consider updating (latest version: 0.2.7)
Downloading from https://www.kaggle.com/api/v1/models/google/codegemma/flax/2b-pt/3/download...
100%|██████████| 3.67G/3.67G [00:22<00:00, 173MB/s]
Extracting model files...
print('GEMMA_PATH:', GEMMA_PATH)
GEMMA_PATH: /root/.cache/kagglehub/models/google/codegemma/flax/2b-pt/3

ตรวจสอบตําแหน่งของน้ำหนักโมเดลและตัวแยกวิเคราะห์ แล้วตั้งค่าตัวแปรเส้นทาง ไดเรกทอรีตัวแยกวิเคราะห์จะอยู่ในไดเรกทอรีหลักที่คุณดาวน์โหลดโมเดล ส่วนน้ำหนักโมเดลจะอยู่ในไดเรกทอรีย่อย เช่น

  • ไฟล์ตัวแยกวิเคราะห์ spm.model จะอยู่ใน /LOCAL/PATH/TO/codegemma/flax/2b-pt/3
  • จุดตรวจของโมเดลจะอยู่ใน /LOCAL/PATH/TO/codegemma/flax/2b-pt/3/2b-pt
CKPT_PATH = os.path.join(GEMMA_PATH, GEMMA_VARIANT[-5:])
TOKENIZER_PATH = os.path.join(GEMMA_PATH, 'spm.model')
print('CKPT_PATH:', CKPT_PATH)
print('TOKENIZER_PATH:', TOKENIZER_PATH)
CKPT_PATH: /root/.cache/kagglehub/models/google/codegemma/flax/2b-pt/3/2b-pt
TOKENIZER_PATH: /root/.cache/kagglehub/models/google/codegemma/flax/2b-pt/3/spm.model

ทำการสุ่มตัวอย่าง/อนุมาน

โหลดและจัดรูปแบบจุดตรวจสอบโมเดล CodeGemma ด้วยเมธอด gemma.params.load_and_format_params

params = params_lib.load_and_format_params(CKPT_PATH)

โหลดตัวแยกวิเคราะห์ CodeGemma ซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้ sentencepiece.SentencePieceProcessor

vocab = spm.SentencePieceProcessor()
vocab.Load(TOKENIZER_PATH)
True

หากต้องการโหลดการกําหนดค่าที่ถูกต้องจากจุดตรวจสอบโมเดล CodeGemma โดยอัตโนมัติ ให้ใช้ gemma.deprecated.transformer.TransformerConfig อาร์กิวเมนต์ cache_size คือจํานวนขั้นตอนเวลาในแคช Transformer ของ CodeGemma หลังจากนั้น สร้างอินสแตนซ์ของโมเดล CodeGemma เป็น model_2b ด้วย gemma.deprecated.transformer.Transformer (ซึ่งรับค่ามาจาก flax.linen.Module)

transformer_config = transformer_lib.TransformerConfig.from_params(
    params,
    cache_size=1024
)

transformer = transformer_lib.Transformer(config=transformer_config)

สร้าง sampler ด้วย gemma.sampler.Sampler โดยใช้จุดตรวจสอบโมเดลและตัวแยกวิเคราะห์ของ CodeGemma

sampler = sampler_lib.Sampler(
    transformer=transformer,
    vocab=vocab,
    params=params['transformer']
)

สร้างตัวแปรเพื่อแสดงโทเค็น "เติมคำในช่องกลาง" (FIM) และสร้างฟังก์ชันตัวช่วยเพื่อจัดรูปแบบพรอมต์และเอาต์พุตที่สร้างขึ้น

ตัวอย่างเช่น ลองดูโค้ดต่อไปนี้

def function(string):
assert function('asdf') == 'fdsa'

เราต้องการกรอก function เพื่อให้การกล่าวอ้างเป็นจริง True ในกรณีนี้ คำนำหน้าจะเป็น

"def function(string):\n"

ส่วนส่วนต่อท้ายจะเป็น

"assert function('asdf') == 'fdsa'"

จากนั้นเราจะจัดรูปแบบพรอมต์เป็น PREFIX-SUFFIX-MIDDLE (ส่วนกลางที่ต้องกรอกจะอยู่ท้ายพรอมต์เสมอ) ดังนี้

"<|fim_prefix|>def function(string):\n<|fim_suffix|>assert function('asdf') == 'fdsa'<|fim_middle|>"
# In the context of a code editor,
# the cursor is the location where the text will be inserted
BEFORE_CURSOR = "<|fim_prefix|>"
AFTER_CURSOR = "<|fim_suffix|>"
AT_CURSOR = "<|fim_middle|>"
FILE_SEPARATOR = "<|file_separator|>"

def format_completion_prompt(before, after):
  print(f"\nORIGINAL PROMPT:\n{before}{after}")
  prompt = f"{BEFORE_CURSOR}{before}{AFTER_CURSOR}{after}{AT_CURSOR}"
  print(f"\nFORMATTED PROMPT:\n{repr(prompt)}")
  return prompt
def format_generated_output(before, after, output):
  print(f"\nGENERATED OUTPUT:\n{repr(output)}")
  formatted_output = f"{before}{output.replace(FILE_SEPARATOR, '')}{after}"
  print(f"\nFILL-IN COMPLETION:\n{formatted_output}")
  return formatted_output

สร้างพรอมต์และทำการอนุมาน ระบุข้อความนำหน้า before และข้อความต่อท้าย after แล้วสร้างพรอมต์ที่จัดรูปแบบโดยใช้ฟังก์ชันตัวช่วย format_completion prompt

คุณสามารถปรับแต่ง total_generation_steps (จํานวนขั้นตอนที่ดำเนินการเมื่อสร้างการตอบกลับ ตัวอย่างนี้ใช้ 100 เพื่อประหยัดหน่วยความจําของโฮสต์)

before = "def function(string):\n"
after = "assert function('asdf') == 'fdsa'"
prompt = format_completion_prompt(before, after)

output = sampler(
    [prompt],
    total_generation_steps=100,
    ).text

formatted_output = format_generated_output(before, after, output[0])
ORIGINAL PROMPT:
def function(string):
assert function('asdf') == 'fdsa'

FORMATTED PROMPT:
"<|fim_prefix|>def function(string):\n<|fim_suffix|>assert function('asdf') == 'fdsa'<|fim_middle|>"

GENERATED OUTPUT:
'    return string[::-1]\n\n<|file_separator|>'

FILL-IN COMPLETION:
def function(string):
    return string[::-1]

assert function('asdf') == 'fdsa'
before = "import "
after = """if __name__ == "__main__":\n    sys.exit(0)"""
prompt = format_completion_prompt(before, after)

output = sampler(
    [prompt],
    total_generation_steps=100,
    ).text

formatted_output = format_generated_output(before, after, output[0])
ORIGINAL PROMPT:
import if __name__ == "__main__":
    sys.exit(0)

FORMATTED PROMPT:
'<|fim_prefix|>import <|fim_suffix|>if __name__ == "__main__":\n    sys.exit(0)<|fim_middle|>'

GENERATED OUTPUT:
'sys\n<|file_separator|>'

FILL-IN COMPLETION:
import sys
if __name__ == "__main__":
    sys.exit(0)
before = """import numpy as np
def reflect(matrix):
  # horizontally reflect a matrix
"""
after = ""
prompt = format_completion_prompt(before, after)

output = sampler(
    [prompt],
    total_generation_steps=100,
    ).text

formatted_output = format_generated_output(before, after, output[0])
ORIGINAL PROMPT:
import numpy as np
def reflect(matrix):
  # horizontally reflect a matrix


FORMATTED PROMPT:
'<|fim_prefix|>import numpy as np\ndef reflect(matrix):\n  # horizontally reflect a matrix\n<|fim_suffix|><|fim_middle|>'

GENERATED OUTPUT:
'  return np.flip(matrix, axis=1)\n<|file_separator|>'

FILL-IN COMPLETION:
import numpy as np
def reflect(matrix):
  # horizontally reflect a matrix
  return np.flip(matrix, axis=1)

ดูข้อมูลเพิ่มเติม

  • ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไลบรารี gemma ของ Google DeepMind ใน GitHub ซึ่งมี docstring ของโมดูลที่คุณใช้ในบทแนะนำนี้ เช่น gemma.params, gemma.deprecated.transformer และ gemma.sampler
  • ไลบรารีต่อไปนี้มีเว็บไซต์เอกสารประกอบของตนเอง ได้แก่ JAX หลัก, Flax และ Orbax
  • ดูเอกสารประกอบเกี่ยวกับ sentencepiece tokenizer/detokenizer ได้ที่sentencepiece ที่เก็บ GitHub ของ Google
  • ดูเอกสารประกอบเกี่ยวกับ kagglehub ได้ที่ README.md ใน kagglehub GitHub repo ของ Kaggle
  • ดูวิธีใช้โมเดล Gemma กับ Google Cloud Vertex AI
  • หากคุณใช้ TPU ของ Google Cloud (v3-8 ขึ้นไป) โปรดอัปเดตเป็นแพ็กเกจ jax[tpu] เวอร์ชันล่าสุด (!pip install -U jax[tpu] -f https://storage.googleapis.com/jax-releases/libtpu_releases.html) รีสตาร์ทรันไทม์ และตรวจสอบว่าเวอร์ชัน jax และ jaxlib ตรงกัน (!pip list | grep jax) วิธีนี้จะช่วยป้องกัน RuntimeError ที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากเวอร์ชัน jaxlib และ jax ไม่ตรงกัน ดูวิธีการติดตั้ง JAX เพิ่มเติมได้ในเอกสาร JAX