gptq

bởi firecrawl

Lượng tử hóa 4-bit sau huấn luyện cho các LLM với độ suy giảm độ chính xác tối thiểu. Sử dụng để triển khai các mô hình lớn (70B, 405B) trên GPU tiêu dùng, khi bạn cần giảm 4× bộ nhớ…

npx skills add https://github.com/firecrawl/ai-research-skills --skill gptq

GPTQ (Generative Pre-trained Transformer Quantization)

Post-training quantization method that compresses LLMs to 4-bit with minimal accuracy loss using group-wise quantization.

When to use GPTQ

Use GPTQ when:

  • Need to fit large models (70B+) on limited GPU memory
  • Want 4× memory reduction with <2% accuracy loss
  • Deploying on consumer GPUs (RTX 4090, 3090)
  • Need faster inference (3-4× speedup vs FP16)

Use AWQ instead when:

  • Need slightly better accuracy (<1% loss)
  • Have newer GPUs (Ampere, Ada)
  • Want Marlin kernel support (2× faster on some GPUs)

Use bitsandbytes instead when:

  • Need simple integration with transformers
  • Want 8-bit quantization (less compression, better quality)
  • Don't need pre-quantized model files

Quick start

Installation

# Install AutoGPTQ
pip install auto-gptq

# With Triton (Linux only, faster)
pip install auto-gptq[triton]

# With CUDA extensions (faster)
pip install auto-gptq --no-build-isolation

# Full installation
pip install auto-gptq transformers accelerate

Load pre-quantized model

from transformers import AutoTokenizer
from auto_gptq import AutoGPTQForCausalLM

# Load quantized model from HuggingFace
model_name = "TheBloke/Llama-2-7B-Chat-GPTQ"

model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    model_name,
    device="cuda:0",
    use_triton=False  # Set True on Linux for speed
)

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)

# Generate
prompt = "Explain quantum computing"
inputs = tokenizer(prompt, return_tensors="pt").to("cuda:0")
outputs = model.generate(**inputs, max_new_tokens=200)
print(tokenizer.decode(outputs[0]))

Quantize your own model

from transformers import AutoTokenizer
from auto_gptq import AutoGPTQForCausalLM, BaseQuantizeConfig
from datasets import load_dataset

# Load model
model_name = "meta-llama/Llama-2-7b-chat-hf"
tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained(model_name)

# Quantization config
quantize_config = BaseQuantizeConfig(
    bits=4,              # 4-bit quantization
    group_size=128,      # Group size (recommended: 128)
    desc_act=False,      # Activation order (False for CUDA kernel)
    damp_percent=0.01    # Dampening factor
)

# Load model for quantization
model = AutoGPTQForCausalLM.from_pretrained(
    model_name,
    quantize_config=quantize_config
)

# Prepare calibration data
dataset = load_dataset("c4", split="train", streaming=True)
calibration_data = [
    tokenizer(example["text"])["input_ids"][:512]
    for example in dataset.take(128)
]

# Quantize
model.quantize(calibration_data)

# Save quantized model
model.save_quantized("llama-2-7b-gptq")
tokenizer.save_pretrained("llama-2-7b-gptq")

# Push to HuggingFace
model.push_to_hub("username/llama-2-7b-gptq")

Group-wise quantization

How GPTQ works:

  1. Group weights: Divide each weight matrix into groups (typically 128 elements)
  2. Quantize per-group: Each group has its own scale/zero-point
  3. Minimize error: Uses Hessian information to minimize quantization error
  4. Result: 4-bit weights with near-FP16 accuracy

Group size trade-off:

Group SizeModel SizeAccuracySpeedRecommendation
-1 (per-column)SmallestBestSlowestResearch only
32SmallerBetterSlowerHigh accuracy needed
128MediumGoodFastRecommended default
256LargerLowerFasterSpeed critical
1024LargestLowestFastestNot recommended

Example:

Weight matrix: [1024, 4096] = 4.2M elements

Group size = 128:
- Groups: 4.2M / 128 = 32,768 groups
- Each group: own 4-bit scale + zero-point
- Result: Better granularity → better accuracy

Quantization configurations

Standard 4-bit (recommended)

from auto_gptq import BaseQuantizeConfig

config = BaseQuantizeConfig(
    bits=4,              # 4-bit quantization
    group_size=128,      # Standard group size
    desc_act=False,      # Faster CUDA kernel
    damp_percent=0.01    # Dampening factor
)

Performance:

  • Memory: 4× reduction (70B model: 140GB → 35GB)
  • Accuracy: ~1.5% perplexity increase
  • Speed: 3-4× faster than FP16

High accuracy (3-bit with larger groups)

config = BaseQuantizeConfig(
    bits=3,              # 3-bit (more compression)
    group_size=128,      # Keep standard group size
    desc_act=True,       # Better accuracy (slower)
    damp_percent=0.01
)

Trade-off:

  • Memory: 5× reduction
  • Accuracy: ~3% perplexity increase
  • Speed: 5× faster (but less accurate)

Maximum accuracy (4-bit with small groups)

config = BaseQuantizeConfig(
    bits=4,
    group_size=32,       # Smaller groups (better accuracy)
    desc_act=True,       # Activation reordering
    damp_percent=0.005   # Lower dampening
)

Trade-off:

  • Memory: 3.5× reduction (slightly larger)
  • Accuracy: ~0.8% perplexity increase (best)
  • Speed: 2-3× faster (kernel overhead)

Kernel backends

ExLlamaV2 (default, fastest)

model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    model_name,
    device="cuda:0",
    use_exllama=True,      # Use ExLlamaV2
    exllama_config={"version": 2}
)

Performance: 1.5-2× faster than Triton

Marlin (Ampere+ GPUs)

# Quantize with Marlin format
config = BaseQuantizeConfig(
    bits=4,
    group_size=128,
    desc_act=False  # Required for Marlin
)

model.quantize(calibration_data, use_marlin=True)

# Load with Marlin
model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    model_name,
    device="cuda:0",
    use_marlin=True  # 2× faster on A100/H100
)

Requirements:

  • NVIDIA Ampere or newer (A100, H100, RTX 40xx)
  • Compute capability ≥ 8.0

Triton (Linux only)

model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    model_name,
    device="cuda:0",
    use_triton=True  # Linux only
)

Performance: 1.2-1.5× faster than CUDA backend

Integration with transformers

Direct transformers usage

from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer

# Load quantized model (transformers auto-detects GPTQ)
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    "TheBloke/Llama-2-13B-Chat-GPTQ",
    device_map="auto",
    trust_remote_code=False
)

tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("TheBloke/Llama-2-13B-Chat-GPTQ")

# Use like any transformers model
inputs = tokenizer("Hello", return_tensors="pt").to("cuda")
outputs = model.generate(**inputs, max_new_tokens=100)

QLoRA fine-tuning (GPTQ + LoRA)

from transformers import AutoModelForCausalLM
from peft import prepare_model_for_kbit_training, LoraConfig, get_peft_model

# Load GPTQ model
model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained(
    "TheBloke/Llama-2-7B-GPTQ",
    device_map="auto"
)

# Prepare for LoRA training
model = prepare_model_for_kbit_training(model)

# LoRA config
lora_config = LoraConfig(
    r=16,
    lora_alpha=32,
    target_modules=["q_proj", "v_proj"],
    lora_dropout=0.05,
    bias="none",
    task_type="CAUSAL_LM"
)

# Add LoRA adapters
model = get_peft_model(model, lora_config)

# Fine-tune (memory efficient!)
# 70B model trainable on single A100 80GB

Performance benchmarks

Memory reduction

ModelFP16GPTQ 4-bitReduction
Llama 2-7B14 GB3.5 GB4×
Llama 2-13B26 GB6.5 GB4×
Llama 2-70B140 GB35 GB4×
Llama 3-405B810 GB203 GB4×

Enables:

  • 70B on single A100 80GB (vs 2× A100 needed for FP16)
  • 405B on 3× A100 80GB (vs 11× A100 needed for FP16)
  • 13B on RTX 4090 24GB (vs OOM with FP16)

Inference speed (Llama 2-7B, A100)

PrecisionTokens/secvs FP16
FP1625 tok/s1×
GPTQ 4-bit (CUDA)85 tok/s3.4×
GPTQ 4-bit (ExLlama)105 tok/s4.2×
GPTQ 4-bit (Marlin)120 tok/s4.8×

Accuracy (perplexity on WikiText-2)

ModelFP16GPTQ 4-bit (g=128)Degradation
Llama 2-7B5.475.55+1.5%
Llama 2-13B4.884.95+1.4%
Llama 2-70B3.323.38+1.8%

Excellent quality preservation - less than 2% degradation!

Common patterns

Multi-GPU deployment

# Automatic device mapping
model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    "TheBloke/Llama-2-70B-GPTQ",
    device_map="auto",  # Automatically split across GPUs
    max_memory={0: "40GB", 1: "40GB"}  # Limit per GPU
)

# Manual device mapping
device_map = {
    "model.embed_tokens": 0,
    "model.layers.0-39": 0,  # First 40 layers on GPU 0
    "model.layers.40-79": 1,  # Last 40 layers on GPU 1
    "model.norm": 1,
    "lm_head": 1
}

model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    model_name,
    device_map=device_map
)

CPU offloading

# Offload some layers to CPU (for very large models)
model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    "TheBloke/Llama-2-405B-GPTQ",
    device_map="auto",
    max_memory={
        0: "80GB",  # GPU 0
        1: "80GB",  # GPU 1
        2: "80GB",  # GPU 2
        "cpu": "200GB"  # Offload overflow to CPU
    }
)

Batch inference

# Process multiple prompts efficiently
prompts = [
    "Explain AI",
    "Explain ML",
    "Explain DL"
]

inputs = tokenizer(prompts, return_tensors="pt", padding=True).to("cuda")

outputs = model.generate(
    **inputs,
    max_new_tokens=100,
    pad_token_id=tokenizer.eos_token_id
)

for i, output in enumerate(outputs):
    print(f"Prompt {i}: {tokenizer.decode(output)}")

Finding pre-quantized models

TheBloke on HuggingFace:

Search:

# Find GPTQ models on HuggingFace
https://huggingface.co/models?library=gptq

Download:

from auto_gptq import AutoGPTQForCausalLM

# Automatically downloads from HuggingFace
model = AutoGPTQForCausalLM.from_quantized(
    "TheBloke/Llama-2-70B-Chat-GPTQ",
    device="cuda:0"
)

Supported models

  • LLaMA family: Llama 2, Llama 3, Code Llama
  • Mistral: Mistral 7B, Mixtral 8x7B, 8x22B
  • Qwen: Qwen, Qwen2, QwQ
  • DeepSeek: V2, V3
  • Phi: Phi-2, Phi-3
  • Yi, Falcon, BLOOM, OPT
  • 100+ models on HuggingFace

References

Resources

Thêm skills từ firecrawl

firecrawl-research-index
firecrawl
Tìm các bài báo trả lời truy vấn nghiên cứu với Firecrawl Research, sử dụng tìm kiếm ngữ nghĩa, mở rộng ngữ nghĩa và cấu trúc, cùng xác minh trong nội dung. Luôn sử dụng kỹ năng này cho bất kỳ nhiệm vụ tìm kiếm tài liệu/truy xuất bài báo nào — tra cứu một bài báo đơn lẻ hoặc toàn bộ bộ nhiều bài báo.
data-analysisresearchweb-scraping
oracle
firecrawl
Các phương pháp hay nhất khi sử dụng CLI oracle (gộp lời nhắc + tệp, engine, phiên và các mẫu đính kèm tệp).
pinecone
firecrawl
Cơ sở dữ liệu vector được quản lý cho các ứng dụng AI sản xuất. Được quản lý hoàn toàn, tự động mở rộng, với tìm kiếm kết hợp (dense + sparse), lọc metadata và không gian tên.…
wpds
firecrawl
Sử dụng khi xây dựng giao diện người dùng dựa trên Hệ thống Thiết kế WordPress (WPDS) và các thành phần, token, mẫu thiết kế, v.v. của nó.
audiocraft-audio-generation
firecrawl
Thư viện PyTorch để tạo âm thanh bao gồm chuyển văn bản thành nhạc (MusicGen) và chuyển văn bản thành âm thanh (AudioGen). Sử dụng khi bạn cần tạo nhạc từ văn bản…
skypilot-multi-cloud-orchestration
firecrawl
Điều phối đa đám mây cho khối lượng công việc ML với tối ưu hóa chi phí tự động. Sử dụng khi bạn cần chạy các công việc đào tạo hoặc xử lý hàng loạt trên nhiều đám mây, tận dụng…
firecrawl-seo-audit
firecrawl
Kiểm tra SEO của một trang web với Firecrawl. Sử dụng khi người dùng yêu cầu kiểm tra SEO, đánh giá metadata và tiêu đề, phân tích sitemap/cấu trúc trang web, cơ hội từ khóa, so sánh SERP đối thủ, hoặc các đề xuất tối ưu hóa tìm kiếm được ưu tiên.
data-analysisresearchweb-scraping
gh-issues
firecrawl
Lấy các issue GitHub, tạo sub-agent để triển khai sửa lỗi và mở PR, sau đó theo dõi và xử lý các nhận xét đánh giá PR. Cách dùng: /gh-issues [owner/repo] [--label…