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基于llama.cpp的QwQ32B模型推理

llama.cpp项目主页：

https://github.com/ggml-org/llama.cpp#

llama.cpp源码下载

cd /root/lanyun-tmpgit clone https://github.com/ggml-org/llama.cpp#

llama.cpp编译

llama.cpp是个C语言项目，实际调用过程需要先构建项目，然后设置参数进行编译，最终创建可执行文件并运行本地大模型。借助llama.cpp可以实现纯CPU推理、纯GPU推理和CPU+GPU混合推理。
下载依赖
```
apt-get updateapt-get install build-essential cmake curl libcurl4-openssl-dev -y
```
这条命令安装了一些常用的构建和开发工具，具体的每个部分的含义如下：
1. build-essential：安装一组构建必需的工具和库，包括：
  
  编译器（如 GCC）、make 工具、其他一些常见的构建工具，确保你的系统能进行编译。
2. cmake：安装 CMake 工具，它是一个跨平台的构建系统，允许你管理项目的编译过程。
3. curl：安装 cURL 工具，它是一个命令行工具。
4. libcurl4-openssl-dev：安装 libcurl 库的开发版本。它是 cURL 的一个库文件，允许你在编程中通过 cURL 发送 HTTP 请求。libcurl4-openssl-dev 是与 OpenSSL 配合使用的版本，提供了 SSL/TLS 加密支持，用于安全的 HTTP 请求。
构建：使用cmake来构建项目文件
```
cmake llama.cpp -B llama.cpp/build \-DBUILD_SHARED_LIBS=OFF -DGGML_CUDA=ON -DLLAMA_CURL=ON
```
1. cmake：运行 CMake 工具，用于配置和生成构建文件。
2. llama.cpp：指定项目的源代码所在的目录。在这个例子中，llama.cpp 是项目的根目录。
3. -B llama.cpp/build：指定生成构建文件的目录。-B 参数表示构建目录，llama.cpp/build 是生成的构建目录。这是 CMake 将生成的文件存放的地方（例如 Makefile 或 Ninja 构建文件）。
4. 同时还指定了一些编译选项：
  
  禁用共享库（-DBUILD_SHARED_LIBS=OFF），生成 静态库。
  
  启用 CUDA 支持（-DGGML_CUDA=ON），以便在有 GPU 的情况下使用 GPU 加速。
  
  启用 CURL 库支持（-DLLAMA_CURL=ON），以便支持网络请求。
编译: (请等待，需要半个小时左右)
```
cmake --build llama.cpp/build --config Release -j --clean-first --target llama-quantize llama-cli llama-gguf-split
```
1. --build llama.cpp/build：告诉 CMake 使用 llama.cpp/build 目录中的构建文件来执行构建过程。这个目录是在之前运行 cmake llama.cpp -B llama.cpp/build 命令时生成的，包含了所有构建所需的文件（例如 Makefile 或 Ninja 构建文件）。
2. --config Release：指定构建的配置为 Release 配置。
  
  Release 配置通常意味着启用更多的优化，生成的程序运行速度较快，适合发布。
  
  在 CMake 中，通常有两种常见的构建配置：
  - Debug：用于调试版本，包含调试信息且没有做过多优化。
  - Release：优化后的发布版本，去除调试信息，运行时性能更高。
3. -j：表示并行构建，允许 CMake 使用多个 CPU 核心来加速构建过程。
  
  如果没有指定数字，CMake 会使用默认的并行级别，通常是可用的所有 CPU 核心。你也可以指定并行的作业数，例如 -j 8 表示使用 8 个并行作业进行编译。
4. --clean-first：表示在构建之前先清理掉之前的构建结果。这可以确保每次构建时都是从一个干净的状态开始，避免由于缓存或中间文件引起的编译错误。
  
  如果你之前运行过构建并且有问题，或者希望重新构建而不使用任何缓存文件，这个选项非常有用。
5. --target：指定构建的目标（target）。通常，一个项目会定义多个目标（比如库、可执行文件等），通过这个参数可以告诉 CMake 只编译特定的目标。
  
  llama-quantize：可能是与模型量化相关的目标。量化（quantization）是将模型的精度从浮点数降低到整数，从而减少内存占用和提高推理速度。
  
  llama-cli：可能是一个命令行工具，用于运行模型或与用户交互。
  
  llama-gguf-split：可能是一个用于拆分模型文件的目标，通常用于将一个大模型文件拆分成多个小文件，方便存储和加载。
复制可执行文件
```
cp llama.cpp/build/bin/llama-* llama.cpp
```
将 所有生成的可执行文件 从构建目录 llama.cpp/build/bin/ 复制到项目的根目录 llama.cpp 下。这样可以更方便地在项目根目录下执行这些可执行文件，而无需每次都进入构建目录。

纯CPU推理

模型运行门槛很低，但运行速度非常慢。只调用内存+CPU进行计算，GPU不参与，调用Q4_K_M模型时，实际内存占用为18G。
```
cd ./llama.cpp./llama-cli \--model /root/lanyun-tmp/QwQ-32B-GGUF/qwq-32b-q4_k_m.gguf \--cache-type-k q4_0 \--threads 10 \--prio 2 \--temp 0.8 \--ctx-size 300 \--seed 1024 \--n-gpu-layers 0 \-no-cnv \--prompt "<｜User｜>你好，你知道《凡人修仙传吗》<｜Assistant｜>" 
```
相关参数说明见github

https://github.com/ggml-org/llama.cpp/blob/master/examples/main/README.md

参数说明：
1. --cache-type-k：指定缓存类型，K 缓存量化为 4 位（4bit）。
2. --threads：设置生成过程中要使用的线程数。为了获得最佳性能，建议将此值设置为系统拥有的物理 CPU 核心数
3. --prio：设置进程优先级
4. --temp：模型温度参数；温度越高，生成文本的随机性和多样性越具随机性。
5. --ctx-size：设置提示上下文的大小。默认值为 4096。
6. --seed：设置随机数生成的种子，用于控制生成结果的随机性。
7. --n-gpu-layers：需要卸载到 GPU 的层数，设置为0时代表完全使用CPU进行推理;
8. -no-cnv：禁用多轮对话功能，限制为单轮对话。
从下面两张图可以看到，实际占用的内存为19G左右
推理速度还是非常慢的，基本也就2个tokens左右1秒

混合推理（CPU+GPU）

我们只需要合理的设置--n-gpu-layers参数，即可灵活的将模型的部分层加载到GPU上进行运行。并且无需手动设置，llama.cpp会自动识别当前GPU数量以及可以分配的显存，自动将模型权重加载到各个不同的GPU上。例如，我们这里考虑将30层加载到GPU上，运行效果如下所示：
```
./llama-cli \--model /root/lanyun-tmp/QwQ-32B-GGUF/qwq-32b-q4_k_m.gguf \--cache-type-k q4_0 \--threads 10 \--prio 2 \--temp 0.8 \--ctx-size 300 \--seed 1024 \--n-gpu-layers 30 \-no-cnv \--prompt "<｜User｜>你好，你知道《凡人修仙传吗》<｜Assistant｜>" 
```
此时显存占用约10G左右
推理速度大概在4个tokens左右（GPU4090）

纯GPU推理

把全部的模型权重都放在GPU上进行推理（4090）。

./llama-cli \--model /root/lanyun-tmp/QwQ-32B-GGUF/qwq-32b-q4_k_m.gguf \--cache-type-k q4_0 \--threads 10 \--prio 2 \--temp 0.8 \--ctx-size 300 \--seed 1024 \--n-gpu-layers 66 \-no-cnv \--prompt "<｜User｜>你好，你知道《凡人修仙传吗》<｜Assistant｜>"