docs(chapter5): 更新模型文档并添加数据处理脚本

- 更新LLaMA2模型文档,修正图片引用和编号
- 添加Attention结构示意图
- 新增数据处理脚本download_dataset.sh和deal_dataset.py
- 优化文档中的代码示例说明
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2025-06-18 16:26:33 +08:00
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@@ -4,11 +4,11 @@
Meta原Facebook于2023年2月发布第一款基于Transformer结构的大型语言模型LLaMA并于同年7月发布同系列模型LLaMA2。我们在第四章已经学习了解的了LLM记忆如何训练LLM等等。那本小节我们就来学习如何动手写一个LLaMA2模型。
LLaMA2 模型结构如下图5.0所示:
LLaMA2 模型结构如下图5.1所示:
<div align='center'>
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/happy-llm/main/docs/images/5-images/LLama2.png" alt="alt text" width="100%">
<p>图 5.0 LLaMA2结构</p>
<p>图 5.1 LLaMA2结构</p>
</div>
### 5.1.1 定义超参数
@@ -51,6 +51,8 @@ class ModelConfig(PretrainedConfig):
super().__init__(**kwargs)
```
> 在以下代码中出现 `args` 时,即默认为以上 `ModelConfig` 参数配置。
我们来看一下其中的一些超参数的含义,比如`dim`是模型维度,`n_layers`是Transformer的层数`n_heads`是注意力机制的头数,`vocab_size`是词汇表大小,`max_seq_len`是输入的最大序列长度等等。上面的代码中也对每一个参数做了详细的注释,在后面的代码中我们会根据这些超参数来构建我们的模型。
### 5.1.2 构建 RMSNorm
@@ -111,6 +113,11 @@ torch.Size([1, 50, 768])
在 LLaMA2 模型中,虽然只有 LLaMA2-70B模型使用了分组查询注意力机制Grouped-Query AttentionGQA但我们依然选择使用 GQA 来构建我们的 LLaMA Attention 模块,它可以提高模型的效率,并节省一些显存占用。
<div align='center'>
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/happy-llm/main/docs/images/5-images/Attention.png" alt="alt text" width="100%">
<p>图 5.2 LLaMA2 Attention 结构</p>
</div>
#### 5.1.3.1 repeat_kv
在 LLaMA2 模型中,我们需要将键和值的维度扩展到和查询的维度一样,这样才能进行注意力计算。我们可以通过如下代码实现`repeat_kv`
@@ -1330,11 +1337,11 @@ class PretrainDataset(Dataset):
return torch.from_numpy(X), torch.from_numpy(Y), torch.from_numpy(loss_mask)
```
在以上代码和图5.1可以看出,`Pretrain Dataset` 主要是将 `text` 通过 `tokenizer` 转换成 `input_id`,然后将 `input_id` 拆分成 `X``Y`,其中 `X``input_id` 的前 n-1 个元素,`Y``input_id` 的后 n-1 `个元素。loss_mask` 主要是用来标记哪些位置需要计算损失,哪些位置不需要计算损失。
在以上代码和图5.3可以看出,`Pretrain Dataset` 主要是将 `text` 通过 `tokenizer` 转换成 `input_id`,然后将 `input_id` 拆分成 `X``Y`,其中 `X``input_id` 的前 n-1 个元素,`Y``input_id` 的后 n-1 `个元素。loss_mask` 主要是用来标记哪些位置需要计算损失,哪些位置不需要计算损失。
<div align='center'>
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/happy-llm/main/docs/images/5-images/pretrain_dataset.png" alt="alt text" width="100%">
<p>图5.1 预训练损失函数计算</p>
<p>图5.3 预训练损失函数计算</p>
</div>
图中示例展示了当`max_length=9`时的处理过程:
@@ -1417,11 +1424,11 @@ class SFTDataset(Dataset):
return torch.from_numpy(X), torch.from_numpy(Y), torch.from_numpy(loss_mask)
```
在 SFT 阶段,这里使用的是多轮对话数据集,所以就需要区分哪些位置需要计算损失,哪些位置不需要计算损失。在上面的代码中,我使用了一个 `generate_loss_mask` 函数来生成 `loss_mask`。这个函数主要是用来生成 `loss_mask`,其中 `loss_mask` 的生成规则是:当遇到 `|<im_start|>assistant\n` 时,就开始计算损失,直到遇到 `|<im_end|>` 为止。这样就可以保证我们的模型在 SFT 阶段只计算当前轮的对话内容如图5.2所示。
在 SFT 阶段,这里使用的是多轮对话数据集,所以就需要区分哪些位置需要计算损失,哪些位置不需要计算损失。在上面的代码中,我使用了一个 `generate_loss_mask` 函数来生成 `loss_mask`。这个函数主要是用来生成 `loss_mask`,其中 `loss_mask` 的生成规则是:当遇到 `|<im_start|>assistant\n` 时,就开始计算损失,直到遇到 `|<im_end|>` 为止。这样就可以保证我们的模型在 SFT 阶段只计算当前轮的对话内容如图5.4所示。
<div align='center'>
<img src="https://raw.githubusercontent.com/datawhalechina/happy-llm/main/docs/images/5-images/sftdataset.png" alt="alt text" width="90%">
<p>图5.2 SFT 损失函数计算</p>
<p>图5.4 SFT 损失函数计算</p>
</div>
可以看到,其实 SFT Dataset 和 Pretrain Dataset 的 `X``Y` 是一样的,只是在 SFT Dataset 中我们需要生成一个 `loss_mask` 来标记哪些位置需要计算损失,哪些位置不需要计算损失。 图中 `Input ids` 中的蓝色小方格就是AI的回答所以是需要模型学习的地方。所以在 `loss_mask` 中,蓝色小方格对应的位置是黄色,其他位置是灰色。在代码 `loss_mask` 中的 1 对应的位置计算损失0 对应的位置不计算损失。