Hugging Face's logo

Transformers documentation

BitNet

You are viewing main version, which requires installation from source. If you'd like regular pip install, checkout the latest stable version (v5.22.1).
Hugging Face's logo
Join the Hugging Face community

and get access to the augmented documentation experience

to get started

Эта модель была опубликована в HF papers 16.04.2025 и добавлена в Hugging Face Transformers 28.04.2025.

BitNet

Обзор

Обученная на корпусе из 4 триллионов токенов, эта модель демонстрирует, что нативные 1-битные LLM способны обеспечить производительность, сопоставимую с ведущими открытыми моделями с полным разрешением аналогичного размера, при этом предлагая существенные преимущества в вычислительной эффективности (память, энергопотребление, задержка).

➡️ Технический отчёт: BitNet b1.58 2B4T Technical Report

➡️ Официальный код для инференса: microsoft/BitNet (bitnet.cpp)

Варианты моделей

На Hugging Face доступны несколько версий весов модели:

  • microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T: содержит упакованные веса 1.58-бит, оптимизированные для эффективного вывода. Используйте этот вариант для развертывания.

  • microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T-bf16: содержит мастер-веса в формате BF16. Используйте только для обучения или дообучения.

  • microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T-gguf: содержит веса модели в формате GGUF, совместимом с библиотекой bitnet.cpp для инференса на CPU.

Детали модели

  • Architecture: на базе Transformer, с модификацией BitLinear слоями (фреймворк BitNet).
    • Использует вращательные позиционные эмбеддинги (RoPE).
    • Использует активацию squared ReLU (ReLU²) в слоях FFN.
    • Использует нормализацию subln.
    • Отсутствие смещения (bias) в линейных слоях и слоях нормализации.
  • Quantization: Нативные веса 1,58 бита и активации 8 бит (W1.58A8).
    • Во время прямого прохода веса квантуются до тернарных значений {-1, 0, +1} с использованием квантования absmean.
    • Активации квантуются до 8-битных целых чисел с использованием absmax-квантования (на каждый токен).
    • Важно, что модель была обучена с нуля с использованием этой схемы квантования, а не подвергнута квантованию после обучения.
  • Параметры: ~2 миллиарда
  • Токены для обучения: 4 триллиона
  • Context Length: Максимальная длина последовательности 4096 токенов. Рекомендация: для оптимальной производительности на задачах, требующих очень длинных контекстов (превышающих длину предобучения или для специализированных задач с длинным рассуждением), мы рекомендуем выполнить промежуточную адаптацию/обучение на длинных последовательностях перед финальным этапом дообучения..
    • Рекомендация: Для достижения оптимальной производительности на задачах, требующих очень длинных контекстов (превышающих длину, использованную при предобучении, или для специализированных задач длинного рассуждения), мы рекомендуем выполнять промежуточную адаптацию/обучение на длинных последовательностях перед этапом финальной дообучения.
  • Training Stages:
    1. Предварительное обучение: обучение в большом масштабе на публичных данных текста/кода и синтетических данных по математике с использованием двухэтапного расписания скорости обучения и весового затухания.
    2. Детальная настройка с учителем (SFT): Настройка на датасетах для следования инструкциям и диалогов с использованием агрегации потерь суммой и подбора конкретных гиперпараметров.
    3. Direct Preference Optimization (DPO): Выравнивание с человеческими предпочтениями с использованием пар предпочтений.
  • Токенизатор: LLaMA 3 Tokenizer (размер словаря: 128 256).

Советы по использованию

ОЧЕНЬ ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ О ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

Не стоит ожидать повышения эффективности производительности (в плане скорости, задержки или энергопотребления) при использовании этой модели со стандартной библиотекой transformers.

Текущие пути выполнения в transformers не содержат специализированных, высокооптимизированных вычислительных ядер, необходимых для использования преимуществ архитектуры BitNet. Запуск модели через transformers, скорее всего, приведёт к скорости инференса и энергопотреблению, сопоставимым со стандартными моделями полной точности в рамках этого фреймворка на CPU и GPU, или даже к их ухудшению.

Хотя вы можете наблюдать снижение потребления памяти из-за квантованных весов, основные вычислительные преимущества эффективности недоступны при использовании стандартного пути в transformers.

Для достижения преимуществ в эффективности, продемонстрированных в технической статье, необходимо использовать реализацию на C++: bitnet.cpp.

Требования

pip install transformers

Пример

from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer


model_id = "microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T"

# Load tokenizer and model
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_id)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    model_id,
 device_map="auto")

# Apply the chat template
messages = [
    {"role": "system", "content": "You are a helpful AI assistant."},
    {"role": "user", "content": "How are you?"},
]
chat_input = tokenizer.apply_chat_template(messages, tokenize=True, add_generation_prompt=True, return_tensors="pt").to(model.device)

# Generate response
chat_outputs = model.generate(chat_input, max_new_tokens=50)
response = tokenizer.decode(chat_outputs[0][chat_input.shape[-1]:], skip_special_tokens=True) # Decode only the response part
print("\nAssistant Response:", response)

BitNetConfig

класс transformers.BitNetConfig

< >

( transformers_version: str | None = Nonearchitectures: list[str] | None = Noneoutput_hidden_states: bool | None = Falsereturn_dict: bool | None = Truedtype: str | torch.dtype | None = Nonechunk_size_feed_forward: int = 0is_encoder_decoder: bool = Falseid2label: dict[int, str] | dict[str, str] | None = Nonelabel2id: dict[str, int] | dict[str, str] | None = Noneproblem_type: Literal['regression', 'single_label_classification', 'multi_label_classification'] | None = Nonevocab_size: int = 128256hidden_size: int = 2560intermediate_size: int = 6912num_hidden_layers: int = 30num_attention_heads: int = 20num_key_value_heads: int | None = 5hidden_act: str = 'relu2'max_position_embeddings: int = 2048initializer_range: float = 0.02rms_norm_eps: float = 1e-05use_cache: bool = Truepad_token_id: int | None = Nonebos_token_id: int | None = 128000eos_token_id: int | list[int] | None = 128001tie_word_embeddings: bool = Falseattention_bias: bool = Falseattention_dropout: float | int | None = 0.0rope_parameters: transformers.modeling_rope_utils.RopeParameters | dict | None = None )

Параметры

  • vocab_size (int, необязательный, по умолчанию 128256) — Размер словаря модели. Определяет количество различных токенов, которые могут быть представлены в input_ids.
  • hidden_size (int, необязательный, по умолчанию 2560) — Размерность скрытых представлений.
  • intermediate_size (int, необязательный, по умолчанию 6912) — Размерность представлений MLP.
  • num_hidden_layers (int, необязательный, по умолчанию 30) — Количество скрытых слоев в декодере Transformer.
  • num_attention_heads (int, необязательный, по умолчанию 20) — Количество головок внимания в каждом слое внимания декодера Transformer.
  • num_key_value_heads (int, необязательный, по умолчанию 5) — Это количество ключевых и value-голов, используемых для реализации Grouped Query Attention. Если num_key_value_heads=num_attention_heads, модель использует Multi Head Attention (MHA); если num_key_value_heads=1 — Multi Query Attention (MQA); в остальных случаях применяется GQA. При конвертации мультиголовного чекпоинта в GQA-чекпоинт каждая групповая ключевая и value-голова должна построиться путём усреднения (meanpooling) всех исходных голов в этой группе. Дополнительные сведения см. в этой статье. Если значение не указано, по умолчанию используется num_attention_heads.
  • hidden_act (str, необязательный, по умолчанию relu2) — Нелинейная функция активации (функция или строка) в декодере. Например, "gelu", "relu", "silu" и т. д.
  • max_position_embeddings (int, необязательный, по умолчанию 2048) — Максимальная длина последовательности, с которой может использоваться эта модель.
  • initializer_range (float, необязательный, по умолчанию 0.02) — Стандартное отклонение truncated_normal_initializer, используемое для инициализации всех матриц весов.
  • rms_norm_eps (float, необязательный, по умолчанию 1e-05) — Значение epsilon, используемое слоями нормализации rms.
  • use_cache (bool, необязательный, по умолчанию True) — Указывает, должен ли модель возвращать последние ключи/значения внимания (не используется во всех моделях). Актуально только если config.is_decoder=True или если модель является генеративной моделью только с декодером.
  • pad_token_id (int, необязательный) — Идентификатор токена, используемого для выравнивания в словаре.
  • bos_token_id (int, необязательный, по умолчанию 128000) — Идентификатор токена, используемого для обозначения начала потока в словаре.
  • eos_token_id (Union[int, list[int]], необязательный, по умолчанию 128001) — Идентификатор токена, используемого для обозначения конца потока в словаре.
  • tie_word_embeddings (bool, необязательный, по умолчанию False) — Определяет, следует ли связывать веса эмбеддингов согласно маппингу tied_weights_keys модели.
  • attention_bias (bool, необязательный, по умолчанию False) — Использовать ли смещение (bias) в слоях проекции query, key, value и output при само-внимании.
  • attention_dropout (Union[float, int], необязательный, по умолчанию 0.0) — Коэффициент dropout для вероятностей внимания.
  • rope_parameters (Union[~modeling_rope_utils.RopeParameters, dict], необязательный) — Словарь, содержащий параметры конфигурации для эмбеддингов RoPE. Словарь должен содержать значение для rope_theta и, при необходимости, параметры, используемые для масштабирования, если вы хотите использовать RoPE с более длинными max_position_embeddings.

Это класс конфигурации для хранения настроек модели BitNetModel. Он используется для создания модели Bitnet в соответствии с указанными аргументами, определяя архитектуру модели. Создание конфигурации с параметрами по умолчанию даст конфигурацию, аналогичную конфигурации microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T

Объекты конфигурации наследуются от PreTrainedConfig и могут использоваться для управления выводами модели. Подробнее читайте в документации PreTrainedConfig.

>>> from transformers import BitNetModel, BitNetConfig

>>> # Initializing a BitNet style configuration
>>> configuration = BitNetConfig()

>>> # Initializing a model from the BitNet style configuration
>>> model = BitNetModel(configuration)

>>> # Accessing the model configuration
>>> configuration = model.config

BitNetModel

класс transformers.BitNetModel

< >

( config: BitNetConfig )

Параметры

  • config (BitNetConfig) — Класс конфигурации модели, содержащий все параметры модели. Инициализация с помощью файла конфигурации не загружает веса, связанные с моделью, а только конфигурацию. Используйте метод from_pretrained() для загрузки весов модели.

Модель Bitnet без дополнительных компонентов, выводящая необработанные скрытые состояния без какого-либо специализированного слоя наверху.

Эта модель наследуется от PreTrainedModel. См. документацию родительского класса для общих методов, которые библиотека реализует для всех своих моделей (например, загрузка или сохранение, изменение размера входных эмбеддингов, обрезка голов и т. д.)

Эта модель также является подклассом torch.nn.Module в PyTorch. Используйте её как обычный модуль PyTorch и обращайтесь к документации PyTorch по всем вопросам, связанным с общим использованием и поведением.

forward

< >

( input_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = Noneattention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = Noneposition_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = Nonepast_key_values: transformers.cache_utils.Cache | None = Noneinputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = Noneuse_cache: bool | None = None**kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'> ) → BaseModelOutputWithPast or tuple(torch.Tensor)

Параметры

  • input_ids (torch.LongTensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Индексы токенов входной последовательности в словаре. По умолчанию токены отсечки (padding) игнорируются.

    Индексы можно получить с помощью AutoTokenizer. Подробности см. в PreTrainedTokenizer.encode() и PreTrainedTokenizer.call().

    Что такое входные идентификаторы?

  • attention_mask (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Маска для исключения токенов-заполнителей из внимания. Значения маски из диапазона [0, 1]:
    • 1 для токенов, которые не замаскированы,
    • 0 для токенов, которые замаскированы.

    Что такое маски внимания?

  • position_ids (torch.LongTensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Индексы позиций токенов каждого входного последовательности в позиционных эмбеддингах. Выбираются из диапазона [0, config.n_positions - 1].

    Что такое идентификаторы позиций?

  • past_key_values (~cache_utils.Cache, необязательный) — Предвычисленные скрытые состояния (ключи и значения в блоках само-внимания и кросс-внимания), которые можно использовать для ускорения последовательного декодирования. Обычно это past_key_values , возвращённые моделью на предыдущем этапе декодирования, когда use_cache=True или config.use_cache=True.

    В качестве входного параметра допускается только экземпляр Cache, см. наше руководство по кэшу KV. Если past_key_values не переданы, по умолчанию будет инициализирован DynamicCache.

    Модель будет выводить тот же формат кэша, который был передан на вход.

    Если используются past_key_values, ожидается, что пользователь передаст только необработанные input_ids (те, для которых в этой модели ещё не заданы состояния прошлых ключей и значений) формы (batch_size, unprocessed_length), а не все input_ids формы (batch_size, sequence_length).

  • inputs_embeds (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length, hidden_size), необязательный) — При необходимости, вместо передачи input_ids можно напрямую передать встроенное представление. Это полезно, если требуется больший контроль над тем, как индексы input_ids преобразуются в соответствующие векторы, чем это обеспечивает внутренняя матрица поиска встраиваний модели.
  • use_cache (bool, необязательный) — Если установлено в True, возвращаются состояния ключей и значений past_key_values, которые можно использовать для ускорения декодирования (см. past_key_values).

Возвращает

BaseModelOutputWithPast или tuple(torch.Tensor)

Объект BaseModelOutputWithPast или кортеж torch.Tensor (если передано return_dict=False или если config.return_dict=False), содержащий различные элементы в зависимости от конфигурации (BitNetConfig) и входных данных.

Метод forward модели BitNetModel переопределяет специальный метод __call__.

Хотя рецепт для прямого прохода должен быть определён внутри этой функции, после этого следует вызывать экземпляр Module, а не эту функцию, поскольку первый вариант обеспечивает выполнение шагов предварительной и последующей обработки, тогда как второй молча их игнорирует.

  • last_hidden_state (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length, hidden_size)) — Последовательность скрытых состояний на выходе последнего слоя модели.

    Если используется past_key_values, выводится только последнее скрытое состояние последовательностей формы (batch_size, 1, hidden_size).

  • past_key_values (Cache, необязательный, возвращается при передаче use_cache=True или когда config.use_cache=True) — это экземпляр Cache. Подробнее см. в нашем руководстве по кэшу kv.

    Содержит предварительно вычисленные скрытые состояния (ключи и значения в блоках само-внимания и, при необходимости, если config.is_encoder_decoder=True, в блоках кросс-внимания), которые можно использовать (см. входной параметр past_key_values) для ускорения последовательного декодирования.

  • hidden_states (tuple(torch.Tensor), optional, возвращается, если передано output_hidden_states=True или если config.output_hidden_states=True) — кортеж из torch.Tensor (один для вывода слоя встраиваний, если модель имеет слой встраиваний, + один для вывода каждого слоя) формы (batch_size, sequence_length, hidden_size).

    Скрытые состояния модели на выходе каждого слоя, а также необязательные выходные значения начального слоя встраивания.

  • attentions (tuple(torch.Tensor), необязательный, возвращается при передаче output_attentions=True или при config.output_attentions=True) — Кортеж torch.Tensor (по одному на каждый слой) формы (batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length).

    Веса внимания после softmax в механизме внимания, используемые для вычисления взвешенного среднего в головах само-внимания.

BitNetForCausalLM

класс transformers.BitNetForCausalLM

< >

( config: BitNetConfig )

Параметры

  • config (BitNetConfig) — Класс конфигурации модели, содержащий все параметры модели. Инициализация с помощью файла конфигурации не загружает веса, связанные с моделью, а только конфигурацию. Используйте метод from_pretrained() для загрузки весов модели.

Модель Bitnet для каузального моделирования языка.

Эта модель наследуется от PreTrainedModel. См. документацию родительского класса для общих методов, которые библиотека реализует для всех своих моделей (например, загрузка или сохранение, изменение размера входных эмбеддингов, обрезка голов и т. д.)

Эта модель также является подклассом torch.nn.Module в PyTorch. Используйте её как обычный модуль PyTorch и обращайтесь к документации PyTorch по всем вопросам, связанным с общим использованием и поведением.

forward

< >

( input_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = Noneattention_mask: typing.Optional[torch.Tensor] = Noneposition_ids: typing.Optional[torch.LongTensor] = Nonepast_key_values: transformers.cache_utils.Cache | None = Noneinputs_embeds: typing.Optional[torch.Tensor] = Nonelabels: typing.Optional[torch.LongTensor] = Noneuse_cache: bool | None = Nonelogits_to_keep: typing.Union[int, torch.Tensor] = 0**kwargs: *<class 'transformers.utils.generic.TransformersKwargs'> ) → CausalLMOutputWithPast or tuple(torch.Tensor)

Параметры

  • input_ids (torch.LongTensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Индексы токенов входной последовательности в словаре. По умолчанию токены отсечки (padding) игнорируются.

    Индексы можно получить с помощью AutoTokenizer. Подробности см. в PreTrainedTokenizer.encode() и PreTrainedTokenizer.call().

    Что такое входные идентификаторы?

  • attention_mask (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Маска для исключения токенов-заполнителей из внимания. Значения маски из диапазона [0, 1]:
    • 1 для токенов, которые не замаскированы,
    • 0 для токенов, которые замаскированы.

    Что такое маски внимания?

  • position_ids (torch.LongTensor формы (batch_size, sequence_length), , необязательный) — Индексы позиций токенов каждого входного последовательности в позиционных эмбеддингах. Выбираются из диапазона [0, config.n_positions - 1].

    Что такое идентификаторы позиций?

  • past_key_values (~cache_utils.Cache, необязательный) — Предвычисленные скрытые состояния (ключи и значения в блоках само-внимания и кросс-внимания), которые можно использовать для ускорения последовательного декодирования. Обычно это past_key_values , возвращённые моделью на предыдущем этапе декодирования, когда use_cache=True или config.use_cache=True.

    В качестве входного параметра допускается только экземпляр Cache, см. наше руководство по кэшу KV. Если past_key_values не переданы, по умолчанию будет инициализирован DynamicCache.

    Модель будет выводить тот же формат кэша, который был передан на вход.

    Если используются past_key_values, ожидается, что пользователь передаст только необработанные input_ids (те, для которых в этой модели ещё не заданы состояния прошлых ключей и значений) формы (batch_size, unprocessed_length), а не все input_ids формы (batch_size, sequence_length).

  • inputs_embeds (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length, hidden_size), необязательный) — При необходимости, вместо передачи input_ids можно напрямую передать встроенное представление. Это полезно, если требуется больший контроль над тем, как индексы input_ids преобразуются в соответствующие векторы, чем это обеспечивает внутренняя матрица поиска встраиваний модели.
  • labels (torch.LongTensor формы (batch_size, sequence_length), необязательный) — Метки для вычисления потерь маскированного языкового моделирования. Индексы должны находиться в диапазоне [0, transformers., config.vocab_size] или быть равны -100 (см. docstring input_ids). Токены с индексами, установленными в -100, игнорируются (маскируются); потери вычисляются только для токенов с метками в диапазоне [0, transformers., config.vocab_size].
  • use_cache (bool, необязательный) — Если установлено в True, возвращаются состояния ключей и значений past_key_values, которые можно использовать для ускорения декодирования (см. past_key_values).
  • logits_to_keep (Union[int, torch.Tensor], необязательный, по умолчанию 0) — Если передано значение типа int, вычисляет logits для последних logits_to_keep токенов. Если указано 0, logits вычисляются для всех input_ids (особый случай). Для генерации нужны logits только последнего токена, и вычисление их только для этого токена позволяет сэкономить память, что становится весьма значимым для длинных последовательностей или большого размера словаря. Если передано значение типа torch.Tensor, оно должно быть одномерным и соответствовать индексам, которые нужно сохранить в измерении длины последовательности. Это полезно при использовании упакованного формата тензоров (один размер для batch и длины последовательности).

Возвращает

CausalLMOutputWithPast или tuple(torch.Tensor)

Объект CausalLMOutputWithPast или кортеж torch.Tensor (если передано return_dict=False или если config.return_dict=False), содержащий различные элементы в зависимости от конфигурации (BitNetConfig) и входных данных.

Метод BitNetForCausalLM forward переопределяет специальный метод __call__.

Хотя рецепт для прямого прохода должен быть определён внутри этой функции, после этого следует вызывать экземпляр Module, а не эту функцию, поскольку первый вариант обеспечивает выполнение шагов предварительной и последующей обработки, тогда как второй молча их игнорирует.

  • loss (torch.Tensor формы (1,), необязательный, возвращается, если задан labels) — Потери языковой модели (для предсказания следующего токена).

  • logits (torch.Tensor формы (batch_size, sequence_length, config.vocab_size)) — Оценки предсказаний языковой модели (оценки для каждого токена словаря до применения SoftMax).

  • past_key_values (Cache, необязательный, возвращается при передаче use_cache=True или когда config.use_cache=True) — это экземпляр Cache. Подробнее см. в нашем руководстве по кэшу kv.

    Содержит предварительно вычисленные скрытые состояния (ключи и значения в блоках само-внимания), которые можно использовать (см. вход past_key_values) для ускорения последовательного декодирования.

  • hidden_states (tuple(torch.Tensor), optional, возвращается, если передано output_hidden_states=True или если config.output_hidden_states=True) — кортеж из torch.Tensor (один для вывода слоя встраиваний, если модель имеет слой встраиваний, + один для вывода каждого слоя) формы (batch_size, sequence_length, hidden_size).

    Скрытые состояния модели на выходе каждого слоя, а также необязательные выходные значения начального слоя встраивания.

  • attentions (tuple(torch.Tensor), необязательный, возвращается при передаче output_attentions=True или при config.output_attentions=True) — Кортеж torch.Tensor (по одному на каждый слой) формы (batch_size, num_heads, sequence_length, sequence_length).

    Веса внимания после softmax в механизме внимания, используемые для вычисления взвешенного среднего в головах само-внимания.

Пример:

>>> from transformers import AutoTokenizer, BitNetForCausalLM

>>> model = BitNetForCausalLM.from_pretrained("microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T")
>>> tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("microsoft/bitnet-b1.58-2B-4T")

>>> prompt = f'<|begin_of_text|>User: Hey, are you conscious? Can you talk to me?<|eot_id|>Assistant: '
>>> inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt")

>>> # Generate
>>> generate_ids = model.generate(inputs.input_ids, max_length=100)
>>> tokenizer.batch_decode(generate_ids, skip_special_tokens=True, clean_up_tokenization_spaces=False)[0]
"User: Hey, are you conscious? Can you talk to me?Assistant: No, I'm not conscious. I'm an artificial intelligence designed to assist with information and tasks. How can I help you today?"
Update on GitHub

←BioGpt Blenderbot→