MLC LLM - 手机上的大模型

MLC LLM 是一种通用解决方案，它允许将任何语言模型本地部署在各种硬件后端和本地应用程序上，此外还提供了一个高效的框架，供每个人根据自己的用例进一步优化模型性能。

我们的使命是让每个人都能在每个人的设备上本地开发、优化和部署 AI 模型。

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一切都在本地运行，无需服务器支持，并通过手机和笔记本电脑上的本地 GPU 加速。 支持的平台包括：

• 苹果手机、iPad
• 金属 GPU 和 Intel/ARM MacBook；
• AMD、Intel 和 NVIDIA GPU，通过 Windows 和 Linux 上的 Vulkan；
• 在 Windows 和 Linux 上通过 CUDA 的 NVIDIA GPU；
• 浏览器上的 WebGPU（通过配套项目 WebLLM）。

1、什么是 MLC LLM？

近年来，生成式人工智能 (AI) 和大型语言模型 (LLM) 取得了显着进步，并变得越来越普遍。 由于开源计划，现在可以使用开源模型开发个人AI助手。 但是，LLM 往往是资源密集型和计算要求高的。 要创建可扩展的服务，开发人员可能需要依赖强大的集群和昂贵的硬件来运行模型推理。 此外，部署 LLM 还面临一些挑战，例如不断发展的模型创新、内存限制以及对潜在优化技术的需求。

该项目的目标是支持开发、优化和部署 AI 模型，以便跨各种设备进行推理，不仅包括服务器级硬件，还包括用户的浏览器、笔记本电脑和移动应用程序。 为实现这一目标，我们需要解决计算设备和部署环境的多样性问题。 一些主要挑战包括：

• 支持不同型号的 CPU、GPU 以及可能的其他协处理器和加速器。
• 部署在用户设备的本地环境中，这些环境可能没有 python 或其他可用的必要依赖项。
• 通过仔细规划分配和积极压缩模型参数来解决内存限制。

MLC LLM 提供可重复、系统化和可定制的工作流程，使开发人员和 AI 系统研究人员能够以以生产力为中心、Python 优先的方法实施模型和优化。 这种方法可以快速试验新模型、新想法和新编译器通道，然后本地部署到所需目标。 此外，我们通过扩展 TVM 后端不断扩展 LLM 加速，使模型编译更加透明和高效。

2、MLC 如何实现通用原生部署？

我们解决方案的基石是机器学习编译 (MLC：Machine Learning Compilation)，我们利用它来高效部署 AI 模型。 我们建立在开源生态系统的基础上，包括来自 HuggingFace 和 Google 的分词器，以及 Llama、Vicuna、Dolly、MOSS 等开源 LLM。 我们的主要工作流基于 Apache TVM Unity，这是 Apache TVM 社区中一项令人兴奋的持续开发。

• 动态形状：我们将语言模型烘焙为具有原生动态形状支持的 TVM IRModule，避免了对最大长度进行额外填充的需要，并减少了计算量和内存使用量。
• 可组合的 ML 编译优化：我们执行许多模型部署优化，例如更好的编译代码转换、融合、内存规划、库卸载和手动代码优化可以很容易地合并为 TVM 的 IRModule 转换，作为 Python API 公开。
• 量化：我们利用低位量化来压缩模型权重，并利用 TVM 的循环级 TensorIR 为不同的压缩编码方案快速定制代码生成。
• 运行时：最终生成的库在原生环境中运行，TVM 运行时具有最小的依赖性，支持各种 GPU 驱动程序 API 和原生语言绑定（C、JavaScript 等）。

此外，我们还提供了一个基于 C++ 的轻量级示例 CLI 应用程序，展示了如何包装已编译的工件和必要的预处理/后处理，这有望阐明将它们嵌入本机应用程序的工作流程。

作为起点，MLC 为 CUDA、Vulkan 和 Metal 生成 GPU 着色器。 通过改进 TVM 编译器和运行时，可以添加更多支持，例如 OpenCL、sycl、webgpu-native。 MLC 还通过 LLVM 支持各种 CPU 目标，包括 ARM 和 x86。

我们严重依赖开源生态系统，更具体地说，TVM Unity，这是 TVM 项目中令人兴奋的最新开发，它支持 python 优先的交互式 MLC 开发体验，使我们能够轻松地在 Python 中编写新的优化，并逐步将我们的应用程序带到 感兴趣的环境。 我们还利用了融合量化内核、一流动态形状支持和多样化 GPU 后端等优化。

原文链接：MLC LLM - 手机大模型 - BimAnt