爆速すぎるLlama 3.1 - 日本語追加学習したCyberAgentのモデル！

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### Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407を試してみた

今回は、CyberAgentが公開した「meta-llama/Meta-Llama-3.1-70B-Instruct に基づいた日本語の継続的に事前トレーニングされたモデル」のGGUFフォーマット変換モデル「Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407-gguf」を試してみました。この記事では、モデルの準備から実際の動作確認までの手順を詳細に解説し、その結果についても触れていきます。

#### 1. 準備

まずは、環境を整えるところから始めます。今回はUbuntu 22.04をWSL2上で使用し、ドスパラの「GALLERIA UL9C-R49」というPCを利用しました。スペックは以下の通りです：

- **CPU**: Intel® Core™ i9-13900HX Processor
- **メモリ**: 64GB
- **GPU**: NVIDIA® GeForce RTX™ 4090 Laptop GPU (16GB) と NVIDIA® GeForce RTX™ 4090 (24GB)

##### 仮想環境の構築

まずは、Pythonの仮想環境を構築します。

```bash
python3 -m venv llama3.1
cd llama3.1
source bin/activate
```

次に、必要なパッケージをインストールします。

```bash
pip install torch transformers
```

続いて、`llama-cpp-python`をcuBLASを有効にしてインストールします。

```bash
CMAKE_ARGS="-DLLAMA_CUBLAS=on" pip install llama-cpp-python
```

アップグレードする場合は以下のコマンドを使用します。

```bash
CMAKE_ARGS="-DLLAMA_CUBLAS=on" pip install llama-cpp-python --upgrade --force-reinstall --no-cache-dir
```

#### 2. GGUFフォーマットの選択

CyberAgentが公開しているモデルは多くのGGUFフォーマットがありますが、今回は4bit量子化のモデルである`IQ4_XS`を使用します。

#### 3. コードの準備

以下のコードを`query4llama-cpp.py`として保存します。このコードは、モデルを読み込み、ユーザーの質問に対して回答を生成するものです。DRY原則に従い、コードを簡潔にまとめました。

```python
import sys
import argparse
from huggingface_hub import hf_hub_download
from llama_cpp import Llama, llama_chat_format
import time

def parse_arguments():
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument("--model-path", required=True)
    parser.add_argument("--ggml-model-path", required=True)
    parser.add_argument("--ggml-model-file", required=True)
    parser.add_argument("--max-tokens", type=int, default=256)
    parser.add_argument("--n-ctx", type=int, default=2048)
    parser.add_argument("--n-threads", type=int, default=1)
    parser.add_argument("--n-gpu-layers", type=int, default=-1)
    return parser.parse_args()

def setup_model(args):
    ggml_model_path = hf_hub_download(args.ggml_model_path, filename=args.ggml_model_file)
    chat_formatter = llama_chat_format.hf_autotokenizer_to_chat_formatter(args.model_path)
    chat_handler = llama_chat_format.hf_autotokenizer_to_chat_completion_handler(args.model_path)
    return Llama(model_path=ggml_model_path, chat_handler=chat_handler, n_ctx=args.n_ctx, 
                 n_threads=args.n_threads, n_gpu_layers=args.n_gpu_layers), chat_formatter

def generate_response(model, chat_formatter, prompt, history=None):
    start = time.process_time()
    messages = [{"role": "system", "content": "あなたは誠実で優秀な日本人のアシスタントです。"}]
    if history:
        messages.extend(history)
    messages.append({"role": "user", "content": prompt})
    formatted_prompt = chat_formatter(messages=messages)
    outputs = model.create_chat_completion(messages=messages, temperature=0.8, top_p=0.95, 
                                           top_k=40, max_tokens=args.max_tokens, repeat_penalty=1.1)
    response = outputs["choices"][0]["message"]["content"]
    print(response)
    end = time.process_time()
    print(f"prompt tokens = {outputs['usage']['prompt_tokens']}")
    print(f"output tokens = {outputs['usage']['completion_tokens']} ({outputs['usage']['completion_tokens'] / (end - start):.2f} [tps])")
    print(f"   total time = {end - start:.2f} [s]")
    return response

if __name__ == "__main__":
    args = parse_arguments()
    model, chat_formatter = setup_model(args)
    history = []
    history.append({"role": "assistant", "content": generate_response(model, chat_formatter, "ソードアート・オンラインとは何ですか？")})
    history.append({"role": "assistant", "content": generate_response(model, chat_formatter, "続きを教えてください", history)})
```

#### 4. 実行とデモンストレーション

以下のコマンドで実行します。

```bash
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0,1 python query4llama-cpp.py \
    --model-path cyberagent/Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407 \
    --ggml-model-path mmnga/Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407-gguf \
    --ggml-model-file Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407-IQ4_XS.gguf
```

プロンプトに対する応答例として、「ソードアート・オンラインとは何ですか？」という質問をしてみましょう。

```python
>>> ソードアート・オンラインとは何ですか？
ソードアート・オンラインは、川原礫による日本のライトノベルシリーズです。物語は、近未来の仮想現実MMORPG「ソードアート・オンライン（SAO）」を舞台に、主人公キリトがゲームの中での冒険を繰り広げる様子を描いています。ゲーム内での死は現実世界でも死を意味するという過酷な設定の中、キリトと仲間たちは生き残りをかけて戦います。
```

#### 5. まとめ

今回試したモデル「Llama-3.1-70B-Japanese-Instruct-2407-gguf」は、日本語の継続的事前学習が施された非常に優秀なモデルです。推論のパフォーマンスは9.7~10.7トークン/秒で、VRAMの使用量は37.6GBでした。

このモデルは、特に日本語の質問応答において高い精度を発揮します。今後もさらなる改善と応用が期待されます。

今回の記事が、皆さんの参考になれば幸いです。ご質問やご意見がありましたら、ぜひお知らせください！
参考・引用元:
[1] https://note.com/npaka/n/n882666d26469