ضبط RecurrentGemma بشكلٍ دقيق باستخدام JAX وFlex

العرض على ai.google.dev التنفيذ في Google Colab الفتح في Vertex AI عرض المصدر على GitHub

يشرح هذا البرنامج التعليمي كيفية ضبط نموذج RecurrentGemma 2B Instruct لمهمة الترجمة من الإنجليزية إلى الفرنسية باستخدام مكتبة recurrentgemma في Google DeepMind وJAX (مكتبة حوسبة رقمية عالية الأداء) وFlax (مكتبة الشبكة العصبية المستندة إلى JAX) وChex (مكتبة من أدوات معالجة JAX الموثوقة في خوارزمية JAX) على الرغم من عدم استخدام Flax مباشرةً في هذا الدفتر، فقد تم استخدامه لإنشاء Gemma.

تمت كتابة مكتبة recurrentgemma باستخدام JAX وFlax وOrbax (مكتبة مستندة إلى JAX لأدوات التدريب مثل ميزة "فحص نقطة") وSentencePiece (مكتبة أداة إنشاء الرموز المميّزة أو أداة إزالة الرموز المميّزة).

يمكن تشغيل ورقة الملاحظات هذه على Google Colab باستخدام وحدة معالجة الرسومات T4 (انتقِل إلى تعديل > إعدادات ورقة الملاحظات > ضِمن مسرِّع الأجهزة، اختَر وحدة معالجة الرسومات T4).

ضبط إعدادات الجهاز

توضح الأقسام التالية خطوات إعداد دفتر ملاحظات لاستخدام نموذج RecurrentGemma، بما في ذلك الوصول إلى النموذج والحصول على مفتاح واجهة برمجة التطبيقات وتهيئة وقت تشغيل الدفتر.

إعداد وصول Kaggle لـ Gemma

لإكمال هذا البرنامج التعليمي، عليك أولاً اتّباع تعليمات الإعداد المشابهة لإعداد Gemma، مع بعض الاستثناءات:

  • يمكنك الوصول إلى RecurrentGemma (بدلاً من Gemma) على kaggle.com.
  • اختَر بيئة تشغيل Colab بها موارد كافية لتشغيل نموذج RecurrentGemma.
  • إنشاء وتكوين اسم مستخدم ومفتاح واجهة برمجة تطبيقات Kaggle.

بعد الانتهاء من إعداد RecurrentGemma، انتقِل إلى القسم التالي، حيث يمكنك ضبط متغيّرات البيئة لبيئة Colab.

ضبط متغيرات البيئة

ضبط متغيّرات البيئة لكل من KAGGLE_USERNAME وKAGGLE_KEY عندما تظهر رسالة "هل تريد منح إذن الوصول؟" ، وافق على توفير الوصول السري.

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')

تثبيت مكتبة recurrentgemma

إنّ ميزة تسريع أجهزة Colab المجانية غير كافية حاليًا لتشغيل ورقة الملاحظات هذه. إذا كنت تستخدم Colab Pay As You Go أو Colab Pro، انقر على تعديل > إعدادات دفتر الملاحظات > اختَر وحدة معالجة رسومات A100 > حفظ لتفعيل تسريع الأجهزة.

بعد ذلك، عليك تثبيت مكتبة Google DeepMind recurrentgemma من github.com/google-deepmind/recurrentgemma. إذا ظهرت لك رسالة خطأ بشأن "أداة حل التبعية في pip"، يمكنك عادةً تجاهلها.

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

استيراد المكتبات

ويستخدم ورقة الملاحظات هذه برامج Flax (للشبكات العصبية) وJAX وSentencePiece الأساسية (لإنشاء رموز مميّزة) وChex (مكتبة من الأدوات المساعدة لكتابة رمز JAX موثوق به) وOptax (مكتبة معالجة التدرجات وتحسين) ومجموعات بيانات TensorFlow.

import pathlib
from typing import Any, Mapping, Iterator
import enum
import functools

import chex
import jax
import jax.numpy as jnp
import optax

import tensorflow as tf
import tensorflow_datasets as tfds

import sentencepiece as spm

from recurrentgemma import jax as recurrentgemma

تحميل نموذج RecurrentGemma

  1. حمِّل نموذج RecurrentGemma باستخدام السمة kagglehub.model_download، وهي ثلاث وسيطات:
  • handle: مؤشر النموذج من Kaggle
  • path: (سلسلة اختيارية) المسار المحلي
  • force_download: (قيمة منطقية اختيارية) تفرض إعادة تنزيل النموذج
RECURRENTGEMMA_VARIANT = '2b-it' # @param ['2b', '2b-it'] {type:"string"}

import kagglehub

RECURRENTGEMMA_PATH = kagglehub.model_download(f'google/recurrentgemma/flax/{RECURRENTGEMMA_VARIANT}')

Downloading from https://www.kaggle.com/api/v1/models/google/recurrentgemma/flax/2b-it/1/download...
100%|██████████| 3.85G/3.85G [00:50<00:00, 81.5MB/s]
Extracting model files...

print('RECURRENTGEMMA_VARIANT:', RECURRENTGEMMA_VARIANT)

RECURRENTGEMMA_VARIANT: 2b-it
  1. تحقَّق من الموقع الجغرافي لقيم ترجيح النموذج وأداة إنشاء الرموز المميّزة، ثم اضبط متغيّرات المسار. سيكون دليل أداة إنشاء الرموز المميّزة في الدليل الرئيسي الذي نزّلت فيه النموذج، بينما ستكون القيم التقديرية للنموذج في دليل فرعي. مثلاً:
  • سيكون الملف tokenizer.model باللغة /LOCAL/PATH/TO/recurrentgemma/flax/2b-it/1).
  • ستكون النقطة المرجعية للنموذج في /LOCAL/PATH/TO/recurrentgemma/flax/2b-it/1/2b-it).
CKPT_PATH = os.path.join(RECURRENTGEMMA_PATH, RECURRENTGEMMA_VARIANT)
TOKENIZER_PATH = os.path.join(RECURRENTGEMMA_PATH, 'tokenizer.model')
print('CKPT_PATH:', CKPT_PATH)
print('TOKENIZER_PATH:', TOKENIZER_PATH)

CKPT_PATH: /root/.cache/kagglehub/models/google/recurrentgemma/flax/2b-it/1/2b-it
TOKENIZER_PATH: /root/.cache/kagglehub/models/google/recurrentgemma/flax/2b-it/1/tokenizer.model

حمِّل إعداد مجموعة بيانات MTNT ومزيل الرمز المميّز لـ Gemma

ستستخدم مجموعة بيانات MTNT (الترجمة الآلية للنص المزعج)، المتاحة من مجموعات بيانات TensorFlow.

قم بتنزيل جزء مجموعة البيانات من الإنجليزية إلى الفرنسية من مجموعة بيانات MTNT، ثم عينة من مثالين. تحتوي كل عيّنة في مجموعة البيانات على إدخالَين: src: الجملة الإنجليزية الأصلية، وdst: الترجمة الفرنسية المقابلة.

ds = tfds.load("mtnt/en-fr", split="train")

ds = ds.take(2)
ds = ds.as_numpy_iterator()

for idx, example in enumerate(ds):
  print(f'Example {idx}:')
  for key, val in example.items():
    print(f'{key}: {val}')
  print()

Downloading and preparing dataset 35.08 MiB (download: 35.08 MiB, generated: 11.33 MiB, total: 46.41 MiB) to /root/tensorflow_datasets/mtnt/en-fr/1.0.0...
Dl Completed...: 0 url [00:00, ? url/s]
Dl Size...: 0 MiB [00:00, ? MiB/s]
Extraction completed...: 0 file [00:00, ? file/s]
Generating splits...:   0%|          | 0/3 [00:00<?, ? splits/s]
Generating train examples...:   0%|          | 0/35692 [00:00<?, ? examples/s]
Shuffling /root/tensorflow_datasets/mtnt/en-fr/1.0.0.incompleteJLH33K/mtnt-train.tfrecord*...:   0%|          …
Generating test examples...:   0%|          | 0/1020 [00:00<?, ? examples/s]
Shuffling /root/tensorflow_datasets/mtnt/en-fr/1.0.0.incompleteJLH33K/mtnt-test.tfrecord*...:   0%|          |…
Generating valid examples...:   0%|          | 0/811 [00:00<?, ? examples/s]
Shuffling /root/tensorflow_datasets/mtnt/en-fr/1.0.0.incompleteJLH33K/mtnt-valid.tfrecord*...:   0%|          …
Dataset mtnt downloaded and prepared to /root/tensorflow_datasets/mtnt/en-fr/1.0.0. Subsequent calls will reuse this data.
Example 0:
dst: b'Le groupe de " toutes les \xc3\xa9toiles potentielles de la conf\xc3\xa9rence de l\'Est mais qui ne s\'en sortent pas dans le groupe de l\'Ouest ".'
src: b'The group of \xe2\x80\x9ceastern conference potential all stars but not making it in the West\xe2\x80\x9d group.'

Example 1:
dst: b"Kameron est-elle un peu aigrie de son manque de temps \xc3\xa0 l'\xc3\xa9cran ?"
src: b'Is Kameron a Little Salty About Her Lack of Air Time?'

تحميل برنامج ترميز Gemma المميز الذي تم إنشاؤه باستخدام sentencepiece.SentencePieceProcessor:

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

True

خصِّص SentencePieceProcessor لمهمة الترجمة من الإنجليزية إلى الفرنسية. نظرًا لأنك ستضبط الجزء الإنجليزي من نموذج RecurrentGemma (Griffin)، فأنت بحاجة إلى إجراء بعض التعديلات، مثل:

  • بادئة الإدخال: تؤدي إضافة بادئة مشتركة إلى كل إدخال إلى إرسال مهمة الترجمة. على سبيل المثال، يمكنك استخدام طلب يتضمّن بادئة مثل Translate this into French: [INPUT_SENTENCE].

  • لاحقة بدء الترجمة: من خلال إضافة لاحقة في نهاية كل طلب، يتم توجيه نموذج Gemma إلى الوقت المحدّد لبدء عملية الترجمة. يجب أن يؤدي سطر جديد هذه المهمة.

  • الرموز المميّزة لنموذج اللغة: تتوقّع نماذج RecurrentGemma (Griffin) رمزًا مميّزًا "لبداية التسلسل" في بداية كل تسلسل. وبالمثل، يجب إضافة رمز "نهاية التسلسل" في نهاية كل مثال تدريب.

يمكنك إنشاء برنامج تضمين مخصّص حول SentencePieceProcessor على النحو التالي:

class GriffinTokenizer:
  """A custom wrapper around a SentencePieceProcessor."""

  def __init__(self, spm_processor: spm.SentencePieceProcessor):
    self._spm_processor = spm_processor

  @property
  def pad_id(self) -> int:
    """Fast access to the pad ID."""
    return self._spm_processor.pad_id()

  def tokenize(
      self,
      example: str | bytes,
      prefix: str = '',
      suffix: str = '',
      add_eos: bool = True,
  ) -> jax.Array:
    """
    A tokenization function.

    Args:
      example: Input string to tokenize.
      prefix:  Prefix to add to the input string.
      suffix:  Suffix to add to the input string.
      add_eos: If True, add an end of sentence token at the end of the output
               sequence.
    Returns:
      Tokens corresponding to the input string.
    """
    int_list = [self._spm_processor.bos_id()]
    int_list.extend(self._spm_processor.EncodeAsIds(prefix + example + suffix))
    if add_eos:
      int_list.append(self._spm_processor.eos_id())

    return jnp.array(int_list, dtype=jnp.int32)

  def tokenize_tf_op(
      self,
      str_tensor: tf.Tensor,
      prefix: str = '',
      suffix: str = '',
      add_eos: bool = True,
  ) -> tf.Tensor:
    """A TensforFlow operator for the `tokenize` function."""
    encoded = tf.numpy_function(
        self.tokenize,
        [str_tensor, prefix, suffix, add_eos],
        tf.int32)
    encoded.set_shape([None])
    return encoded

  def to_string(self, tokens: jax.Array) -> str:
    """Convert an array of tokens to a string."""
    return self._spm_processor.EncodeIds(tokens.tolist())

جرِّب هذه الميزة من خلال إنشاء مثيل لـ GriffinTokenizer المخصّص الجديد، ثم تطبيقه على عيّنة صغيرة من مجموعة بيانات MTNT:

def tokenize_source(tokenizer, example: tf.Tensor):
  return tokenizer.tokenize_tf_op(
      example,
      prefix='Translate this into French:\n',
      suffix='\n',
      add_eos=False
  )
def tokenize_destination(tokenizer, example: tf.Tensor):
  return tokenizer.tokenize_tf_op(example, add_eos=True)

tokenizer = GriffinTokenizer(vocab)

ds = tfds.load("mtnt/en-fr",split="train")
ds = ds.take(2)
ds = ds.map(lambda x: {
    'src': tokenize_source(tokenizer, x['src']),
    'dst': tokenize_destination(tokenizer, x['dst'])
  })
ds = ds.as_numpy_iterator()

for idx, example in enumerate(ds):
  print(f'Example {idx}:')
  for key, val in example.items():
    print(f'{key}: {val}')
  print()

Example 0:
src: [     2  49688    736   1280   6987 235292    108    651   2778    576
   1080 104745  11982   5736    832   8995    901    780   3547    665
    575    573   4589 235369   2778 235265    108]
dst: [     2   2025  29653    581    664  16298   1437  55563  41435   7840
    581    683 111452    581    533 235303   9776   4108   2459    679
    485 235303    479   6728    579   1806   2499    709  29653    581
    533 235303 101323  16054      1]

Example 1:
src: [     2  49688    736   1280   6987 235292    108   2437  87150    477
    476  11709 230461   8045   3636  40268    576   4252   4897 235336
    108]
dst: [     2 213606    477   1455 235290   3510    748   8268 191017   2809
    581   2032  69972    581  11495   1305    533 235303  65978   1654
      1]

إنشاء أداة تحميل بيانات لمجموعة بيانات MTNT بأكملها:

@chex.dataclass(frozen=True)
class TrainingInput:
  # Input tokens provided to the model.
  input_tokens: jax.Array

  # A mask that determines which tokens contribute to the target loss
  # calculation.
  target_mask: jax.Array

class DatasetSplit(enum.Enum):
  TRAIN = 'train'
  VALIDATION = 'valid'


class MTNTDatasetBuilder:
  """A data loader for the MTNT dataset."""

  N_ITEMS = {DatasetSplit.TRAIN: 35_692, DatasetSplit.VALIDATION: 811}

  BUFFER_SIZE_SHUFFLE = 10_000
  TRANSLATION_PREFIX = 'Translate this into French:\n'
  TRANSLATION_SUFFIX = '\n'

  def __init__(self,
               tokenizer : GriffinTokenizer,
               max_seq_len: int):
    """A constructor.

    Args:
      tokenizer: The tokenizer to use.
      max_seq_len: The size of each sequence in a given batch.
    """
    self._tokenizer = tokenizer
    self._base_data = {
        DatasetSplit.TRAIN: tfds.load("mtnt/en-fr",split="train"),
        DatasetSplit.VALIDATION: tfds.load("mtnt/en-fr",split="valid"),
    }
    self._max_seq_len = max_seq_len

  def _tokenize_source(self, example: tf.Tensor):
    """A tokenization function for the source."""
    return self._tokenizer.tokenize_tf_op(
        example, prefix=self.TRANSLATION_PREFIX, suffix=self.TRANSLATION_SUFFIX,
        add_eos=False
    )

  def _tokenize_destination(self, example: tf.Tensor):
    """A tokenization function for the French translation."""
    return self._tokenizer.tokenize_tf_op(example, add_eos=True)

  def _pad_up_to_max_len(self,
                         input_tensor: tf.Tensor,
                         pad_value: int | bool,
                         ) -> tf.Tensor:
    """Pad the given tensor up to sequence length of a batch."""
    seq_len = tf.shape(input_tensor)[0]
    to_pad = tf.maximum(self._max_seq_len - seq_len, 0)
    return tf.pad(
        input_tensor, [[0, to_pad]], mode='CONSTANT', constant_values=pad_value,
    )

  def _to_training_input(
      self,
      src_tokens: jax.Array,
      dst_tokens: jax.Array,
  ) -> TrainingInput:
    """Build a training input from a tuple of source and destination tokens."""

    # The input sequence fed to the model is simply the concatenation of the
    # source and the destination.
    tokens = tf.concat([src_tokens, dst_tokens], axis=0)

    # You want to prevent the model from updating based on the source (input)
    # tokens. To achieve this, add a target mask to each input.
    q_mask = tf.zeros_like(src_tokens, dtype=tf.bool)
    a_mask = tf.ones_like(dst_tokens, dtype=tf.bool)
    mask = tf.concat([q_mask, a_mask], axis=0)

    # If the output tokens sequence is smaller than the target sequence size,
    # then pad it with pad tokens.
    tokens = self._pad_up_to_max_len(tokens, self._tokenizer.pad_id)

    # You don't want to perform the backward on the pad tokens.
    mask = self._pad_up_to_max_len(mask, False)

    return TrainingInput(input_tokens=tokens, target_mask=mask)


  def get_train_dataset(self, batch_size: int, num_epochs: int):
    """Build the training dataset."""

    # Tokenize each sample.
    ds = self._base_data[DatasetSplit.TRAIN].map(
        lambda x : (self._tokenize_source(x['src']),
                    self._tokenize_destination(x['dst']))
    )

    # Convert them to training inputs.
    ds = ds.map(lambda x, y: self._to_training_input(x, y))

    # Remove the samples which are too long.
    ds = ds.filter(lambda x: tf.shape(x.input_tokens)[0] <= self._max_seq_len)

    # Shuffle the dataset.
    ds = ds.shuffle(buffer_size=self.BUFFER_SIZE_SHUFFLE)

    # Repeat if necessary.
    ds = ds.repeat(num_epochs)

    # Build batches.
    ds = ds.batch(batch_size, drop_remainder=True)
    return ds

  def get_validation_dataset(self, batch_size: int):
    """Build the validation dataset."""

    # Same as the training dataset, but no shuffling and no repetition
    ds = self._base_data[DatasetSplit.VALIDATION].map(
        lambda x : (self._tokenize_source(x['src']),
                    self._tokenize_destination(x['dst']))
    )
    ds = ds.map(lambda x, y: self._to_training_input(x, y))
    ds = ds.filter(lambda x: tf.shape(x.input_tokens)[0] <= self._max_seq_len)
    ds = ds.batch(batch_size, drop_remainder=True)
    return ds

جرِّب MTNTDatasetBuilder من خلال إنشاء مثيل للعنصر GriffinTokenizer المخصّص مرة أخرى، ثم تطبيقه على مجموعة بيانات MTNT، وأخذ عيّنة من مثالَين:

dataset_builder = MTNTDatasetBuilder(tokenizer, max_seq_len=20)
ds = dataset_builder.get_train_dataset(3, 1)
ds = ds.take(2)
ds = ds.as_numpy_iterator()

for idx, example in enumerate(ds):
  print(f'Example {idx}:')
  for key, val in example.items():
    print(f'{key}: {val}')
  print()

WARNING:tensorflow:Mapping types may not work well with tf.nest. Prefer using MutableMapping for <class '__main__.TrainingInput'>
WARNING:tensorflow:Mapping types may not work well with tf.nest. Prefer using MutableMapping for <class '__main__.TrainingInput'>
WARNING:tensorflow:Mapping types may not work well with tf.nest. Prefer using MutableMapping for <class '__main__.TrainingInput'>
Example 0:
input_tokens: [[     2  49688    736   1280   6987 235292    108  12583    665 235265
     108      2   6151  94975   1320   6238 235265      1      0      0]
 [     2  49688    736   1280   6987 235292    108   4899  29960  11270
  108282 235265    108      2   4899  79025  11270 108282      1      0]
 [     2  49688    736   1280   6987 235292    108  26620 235265    108
       2  26620 235265      1      0      0      0      0      0      0]]
target_mask: [[False False False False False False False False False False False  True
   True  True  True  True  True  True False False]
 [False False False False False False False False False False False False
  False  True  True  True  True  True  True False]
 [False False False False False False False False False False  True  True
   True  True False False False False False False]]

Example 1:
input_tokens: [[     2  49688    736   1280   6987 235292    108    527   5174   1683
  235336    108      2 206790    581  20726    482   2208   1654      1]
 [     2  49688    736   1280   6987 235292    108  28484 235256 235336
     108      2 120500  13832   1654      1      0      0      0      0]
 [     2  49688    736   1280   6987 235292    108 235324 235304   2705
  235265    108      2 235324 235304  19963 235265      1      0      0]]
target_mask: [[False False False False False False False False False False False False
   True  True  True  True  True  True  True  True]
 [False False False False False False False False False False False  True
   True  True  True  True False False False False]
 [False False False False False False False False False False False False
   True  True  True  True  True  True False False]]

ضبط النموذج

قبل البدء في ضبط نموذج Gemma، يجب ضبطه.

حمِّل نقطة مراجعة نموذج RecurrentGemma (Griffin) بطريقة recurrentgemma.jax.utils.load_parameters:

params =  recurrentgemma.load_parameters(CKPT_PATH, "single_device")

لتحميل الإعدادات الصحيحة تلقائيًا من نقطة تفتيش نموذج RecurrentGemma، استخدِم recurrentgemma.GriffinConfig.from_flax_params_or_variables:

config = recurrentgemma.GriffinConfig.from_flax_params_or_variables(params)

يمكنك إنشاء مثيل لنموذج Griffin باستخدام recurrentgemma.jax.Griffin:

model = recurrentgemma.Griffin(config)

يمكنك إنشاء sampler مع recurrentgemma.jax.Sampler أعلى نقطة فحص أو مُرجَّح نموذج RecurrentGemma وأداة إنشاء الرموز المميّزة للتحقّق من إمكانية تنفيذ النموذج لعملية الترجمة:

sampler = recurrentgemma.Sampler(model=model, vocab=vocab, params=params)

ضبط النموذج

في هذا القسم، سوف:

  • استخدِم الفئة gemma.transformer.Transformer لإنشاء دالة التمرير الأمامي ودالة الخسارة.
  • بناء متجهات قناع الموضع والانتباه للرموز المميزة
  • يمكنك إنشاء دالة لخطوات التدريب باستخدام Flax.
  • قم بإنشاء خطوة التحقق دون التمرير العكسي.
  • إنشاء حلقة التدريب.
  • ضبط نموذج Gemma

يمكنك تحديد التمرير الأمامي ودالة الخسارة باستخدام الفئة recurrentgemma.jax.griffin.Griffin. اكتسب Griffin RecurrentGemma من flax.linen.Module، ويوفّر طريقتَين أساسيتَين:

  • init: يؤدي هذا الخيار إلى إعداد مَعلمات النموذج.
  • apply: لتنفيذ الدالة __call__ في النموذج باستخدام مجموعة معيّنة من المَعلمات

بما أنّك تعمل باستخدام أوزان Gemma المدرّبة مسبقًا، لن تحتاج إلى استخدام الدالة init.

def forward_and_loss_fn(
    params,
    *,
    model: recurrentgemma.Griffin,
    input_tokens: jax.Array,            # Shape [B, L]
    input_mask: jax.Array,              # Shape [B, L]
    positions: jax.Array,               # Shape [B, L]
) -> jax.Array:
  """Forward pass and loss function.

  Args:
    params: model's input parameters.
    model: Griffin model to call.
    input_tokens: input tokens sequence, shape [B, L].
    input_mask: tokens to ignore when computing the loss, shape [B, L].
    positions: relative position of each token, shape [B, L].

  Returns:
    Softmax cross-entropy loss for the next-token prediction task.
  """
  batch_size = input_tokens.shape[0]
  # Forward pass on the input data.
  # No attention cache is needed here.
  # Exclude the last step as it does not appear in the targets.
  logits, _ = model.apply(
        {"params": params},
        tokens=input_tokens[:, :-1],
        segment_pos=positions[:, :-1],
        cache=None,
    )

  # Similarly, the first token cannot be predicteds.
  target_tokens = input_tokens[:, 1:]
  target_mask = input_mask[:, 1:]

  # Convert the target labels into one-hot encoded vectors.
  one_hot = jax.nn.one_hot(target_tokens, logits.shape[-1])

  # Don't update on unwanted tokens.
  one_hot = one_hot * target_mask.astype(one_hot.dtype)[...,None]

  # Normalization factor.
  norm_factor = batch_size * (jnp.sum(target_mask) + 1e-8)

  # Return the negative log-likelihood loss (NLL) function.
  return -jnp.sum(jax.nn.log_softmax(logits) * one_hot) / norm_factor

أنشئ الدالة train_step التي تؤدي إلى الانتقال العكسي وتحدّث معلَمات النموذج وفقًا لذلك، حيث يكون:

  • jax.value_and_grad مخصص لتقييم دالة الخسارة والتدرج أثناء التمرير للأمام والخلف.
  • optax.apply_updates مخصّص لتعديل المَعلمات.
Params = Mapping[str, Any]

def get_positions(example: jax.Array, pad_id : int) -> jax.Array:
  """Builds the position vector from the given tokens."""
  pad_mask = example != pad_id
  positions = jnp.cumsum(pad_mask, axis=-1)
  # Subtract one for all positions from the first valid one as they are
  # 0-indexed
  positions = positions - (positions >= 1)
  return positions

@functools.partial(
    jax.jit,
    static_argnames=['model', 'optimizer'],
    donate_argnames=['params', 'opt_state'],
)
def train_step(
    model: recurrentgemma.Griffin,
    params: Params,
    optimizer: optax.GradientTransformation,
    opt_state: optax.OptState,
    pad_id: int,
    example: TrainingInput,
) -> tuple[jax.Array, Params, optax.OptState]:
  """The train step.

  Args:
    model: The RecurrentGemma (Griffin) model.
    params: The model's input parameters.
    optimizer: The Optax optimizer to use.
    opt_state: The input optimizer's state.
    pad_id: The ID of the pad token.
    example: The input batch.

  Returns:
    Training loss, updated parameters, updated optimizer state.
  """

  positions = get_positions(example.input_tokens, pad_id)

  # Forward and backward passes.
  train_loss, grads = jax.value_and_grad(forward_and_loss_fn)(
      params,
      model=model,
      input_tokens=example.input_tokens,
      input_mask=example.target_mask,
      positions=positions,
  )
  # Update the parameters.
  updates, opt_state = optimizer.update(grads, opt_state, params)
  params = optax.apply_updates(params, updates)

  return train_loss, params, opt_state

إنشاء الدالة validation_step بدون الممر الخلفي:

@functools.partial(jax.jit, static_argnames=['model'])
def validation_step(
    model: recurrentgemma.Griffin,
    params: Params,
    pad_id: int,
    example: TrainingInput,
) -> jax.Array:
  return forward_and_loss_fn(
      params,
      model=model,
      input_tokens=example.input_tokens,
      input_mask=example.target_mask,
      positions=get_positions(example.input_tokens, pad_id),
  )

تحديد حلقة التدريب:

def train_loop(
    model: recurrentgemma.Griffin,
    params: Params,
    optimizer: optax.GradientTransformation,
    train_ds: Iterator[TrainingInput],
    validation_ds: Iterator[TrainingInput],
    num_steps: int | None = None,
    eval_every_n: int = 20,
):
  opt_state = jax.jit(optimizer.init)(params)

  step_counter = 0
  avg_loss=0

  # The first round of the validation loss.
  n_steps_eval = 0
  eval_loss = 0
  for val_example in validation_ds.as_numpy_iterator():
    eval_loss += validation_step(
        model, params, dataset_builder._tokenizer.pad_id, val_example
    )
    n_steps_eval += 1
  print(f"Start, validation loss: {eval_loss/n_steps_eval}")

  for train_example in train_ds:
    train_loss, params, opt_state = train_step(
        model=model,
        params=params,
        optimizer=optimizer,
        opt_state=opt_state,
        pad_id=dataset_builder._tokenizer.pad_id,
        example=train_example,
    )

    step_counter += 1
    avg_loss += train_loss
    if step_counter % eval_every_n == 0:
      eval_loss = 0

      n_steps_eval = 0
      val_iterator = validation_ds.as_numpy_iterator()
      for val_example in val_iterator:
        eval_loss += validation_step(
            model,
            params,
            dataset_builder._tokenizer.pad_id,
            val_example,
        )
        n_steps_eval +=1
      avg_loss /= eval_every_n
      eval_loss /= n_steps_eval
      print(f"STEP {step_counter} training loss: {avg_loss} - eval loss: {eval_loss}")
      avg_loss=0
    if num_steps is not None and step_counter > num_steps:
      break
  return params

عليك هنا اختيار مُحسِّن (Optax). وبالنسبة إلى الأجهزة ذات الذاكرة الأصغر، يجب استخدام هدف SGD، لأن مساحة الذاكرة المستخدَمة أقل بكثير. للحصول على أفضل أداء لضبطها، جرِّب Adam-W. يتضمّن هذا المثال المعلَمات الفائقة لكل محسِّن خاص بمهمة معيّنة في ورقة الملاحظات هذه لنقطة التحقّق 2b-it.

def griffin_weight_decay_mask(params_like: optax.Params) -> Any:
  # Don't put weight decay on the RGLRU, the embeddings and any biases
  def enable_weight_decay(path: list[Any], _: Any) -> bool:
    # Parameters in the LRU and embedder
    path = [dict_key.key for dict_key in path]
    if 'rg_lru' in path or 'embedder' in path:
      return False
    # All biases and scales
    if path[-1] in ('b', 'scale'):
      return False
    return True

  return jax.tree_util.tree_map_with_path(enable_weight_decay, params_like)

optimizer_choice = "sgd"

if optimizer_choice == "sgd":
  optimizer = optax.sgd(learning_rate=1e-3)
  num_steps = 300
elif optimizer_choice == "adamw":
  optimizer = optax.adamw(
        learning_rate=1e-4,
        b2=0.96,
        eps=1e-8,
        weight_decay=0.1,
        mask=griffin_weight_decay_mask,
    )
  num_steps = 100
else:
  raise ValueError(f"Unknown optimizer: {optimizer_choice}")

تجهيز مجموعات بيانات التدريب والتحقق من الصحة:

# Choose a small sequence length size, so that everything fits in memory.
num_epochs = 1
batch_size = 1
sequence_length = 32

# Make the dataset builder.
tokenizer = GriffinTokenizer(vocab)
dataset_builder= MTNTDatasetBuilder(tokenizer, sequence_length + 1)

# Build the training dataset.
train_ds = dataset_builder.get_train_dataset(
    batch_size=batch_size,
    num_epochs=num_epochs,
).as_numpy_iterator()

# Build the validation dataset, with a limited number of samples for this demo.
validation_ds = dataset_builder.get_validation_dataset(
    batch_size=batch_size,
).take(50)

ابدأ ضبط نموذج RecurrentGemma (Griffin) على عدد محدود من الخطوات (num_steps):

trained_params = train_loop(
    model=model,
    params=params,
    optimizer=optimizer,
    train_ds=train_ds,
    validation_ds=validation_ds,
    num_steps=num_steps,
)

Start, validation loss: 7.894117832183838
/usr/local/lib/python3.10/dist-packages/jax/_src/interpreters/mlir.py:920: UserWarning: Some donated buffers were not usable: ShapedArray(int32[1,33]), ShapedArray(bool[1,33]), ShapedArray(int32[], weak_type=True).
See an explanation at https://jax.readthedocs.io/en/latest/faq.html#buffer_donation.
  warnings.warn("Some donated buffers were not usable:"
STEP 20 training loss: 4.592616081237793 - eval loss: 2.847407102584839
STEP 40 training loss: 2.7537424564361572 - eval loss: 2.9258534908294678
STEP 60 training loss: 2.835618257522583 - eval loss: 2.4382340908050537
STEP 80 training loss: 2.6322107315063477 - eval loss: 2.3696839809417725
STEP 100 training loss: 1.8703256845474243 - eval loss: 2.355681896209717
STEP 120 training loss: 2.7280433177948 - eval loss: 2.4059958457946777
STEP 140 training loss: 2.3047447204589844 - eval loss: 2.083082914352417
STEP 160 training loss: 2.3432137966156006 - eval loss: 2.095074415206909
STEP 180 training loss: 2.1081202030181885 - eval loss: 2.006460189819336
STEP 200 training loss: 2.5359647274017334 - eval loss: 1.9667452573776245
STEP 220 training loss: 2.202195644378662 - eval loss: 1.9440618753433228
STEP 240 training loss: 2.756615400314331 - eval loss: 2.1073737144470215
STEP 260 training loss: 2.5128934383392334 - eval loss: 2.117241859436035
STEP 280 training loss: 2.73045015335083 - eval loss: 1.9159646034240723
STEP 300 training loss: 2.0918595790863037 - eval loss: 1.9742532968521118

يُفترض أن ينخفض عدد الخطوات المفقودة في كل من التدريب والتحقق من الصحة مع عدد الخطوات.

للتأكّد من تطابق الإدخال مع تنسيق التدريب، تذكَّر استخدام البادئة Translate this into French:\n وحرف سطر جديد في النهاية. وهذا يحدد النموذج الذي يبدأ الترجمة.

sampler.params = trained_params
output = sampler(
    ["Translate this into French:\nHello, my name is Morgane.\n"],
    total_generation_steps=100,
)
print(output.text[0])

/usr/local/lib/python3.10/dist-packages/jax/_src/interpreters/mlir.py:920: UserWarning: Some donated buffers were not usable: ShapedArray(int32[1,16]).
See an explanation at https://jax.readthedocs.io/en/latest/faq.html#buffer_donation.
  warnings.warn("Some donated buffers were not usable:"
Mais je m'appelle Morgane.

مزيد من المعلومات