## Mixtral
## 论文
`Mixture of Experts`
[https://arxiv.org/pdf/2401.04088]()
## 模型结构
Mixtral 8x7B 是 Mistral AI 公司开源的大型语言模型，采用稀疏混合专家架构（Sparse Mixture of Experts），包含 8 个专家网络，每个专家具有 70 亿参数。Mixtral 8x7B 在推理时仅使用 2 个最相关的专家网络进行计算，使其在保持 470 亿参数规模训练效果的同时，实际推理时仅需要约 140 亿参数的计算量。该模型支持多语言处理能力，能够在英语、法语、德语、西班牙语、意大利语等多种语言中表现出色。通过在高质量数据集上的训练，结合多专家架构和新颖的路由算法，Mixtral 8x7B 在数学推理、代码生成、知识问答等多个基准测试中均超越了同规模的其他开源模型。作为一个完全开源的模型，Mixtral 8x7B 提供了 Apache 2.0 许可证下的模型权重和推理代码，支持商用，并可在消费级显卡上直接部署运行，为开源AI社区带来了具有里程碑意义的贡献
以下是Mixtral系列模型的主要网络参数配置：
| 模型名称 | 总参数量 | 每次激活参数量 | 专家数 | 每个专家参数量 | 最大序列长度 |
| ------------------ | -------- | -------------- | ------ | -------------- | ------------ |
| Mixtral-8×7B-MoE | 467亿 | 129亿 | 8 | 70亿 | 32,768 |
| Mixtral-8×22B-MoE | 1,760亿 | 440亿 | 8 | 220亿 | 65,536 |
## 算法原理
Mixtral模型是一种稀疏专家混合（SMoE）语言模型，在每层包含多个前馈网络（专家），通过路由网络为每个输入token选择最相关的专家进行处理，从而在保持高效计算的同时提升模型性能。
## 环境配置
### Docker（方法一）
提供[光源](https://www.sourcefind.cn/#/image/dcu/custom)拉取推理的docker镜像：
```
docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/pytorch:2.3.0-ubuntu22.04-dtk24.04.3-py3.10
# 用上面拉取docker镜像的ID替换
# 主机端路径
# 容器映射路径
# 若要在主机端和容器端映射端口需要删除--network host参数
docker run -it --name mixtral_vllm --privileged --shm-size=64G --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --ulimit memlock=-1:-1 --ipc=host --network host --group-add video -v /opt/hyhal:/opt/hyhal -v : /bin/bash
```
`Tips：若在K100/Z100L上使用，使用定制镜像docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/custom:vllm0.5.0-dtk24.04.1-ubuntu20.04-py310-zk-v1,K100/Z100L不支持awq量化`
### Dockerfile（方法二）
```
# 主机端路径
# 容器映射路径
docker build -t mixtral:latest .
docker run -it --name mixtral_vllm --privileged --shm-size=64G --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --ulimit memlock=-1:-1 --ipc=host --network host --group-add video -v /opt/hyhal:/opt/hyhal:ro -v : llama:latest /bin/bash
```
### Anaconda（方法三）
```
conda create -n mixtral_vllm python=3.10
```
关于本项目DCU显卡所需的特殊深度学习库可从[光合](https://developer.sourcefind.cn/tool/)开发者社区下载安装。
* DTK驱动：dtk24.04.3
* Pytorch: 2.3.0
* triton: 2.1.0
* lmslim: 0.1.2
* flash_attn: 2.6.1
* vllm: 0.6.2
* python: python3.10
`Tips：需先安装相关依赖，最后安装vllm包`
环境变量：
export ALLREDUCE_STREAM_WITH_COMPUTE=1
export VLLM_NUMA_BIND=1
export VLLM_RANK0_NUMA=0
export VLLM_RANK1_NUMA=1
export VLLM_RANK2_NUMA=2
export VLLM_RANK3_NUMA=3
export VLLM_RANK4_NUMA=4
export VLLM_RANK5_NUMA=5
export VLLM_RANK6_NUMA=6
export VLLM_RANK7_NUMA=7
## 数据集
无
## 推理
### 模型下载
| 基座模型 | |
| ------------------------------------------------------------------------------------------ | ---------------------------------------------------------------------------------------- |
| [Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1](https://huggingface.co/mistralai/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1) | [Mixtral-8x22B-Instruct-v0.1](https://huggingface.co/mistralai/Mixtral-8x22B-Instruct-v0.1) |
### 离线批量推理
```bash
python examples/offline_inference.py
```
其中，`prompts`为提示词；`temperature`为控制采样随机性的值，值越小模型生成越确定，值变高模型生成更随机，0表示贪婪采样，默认为1；`max_tokens=16`为生成长度，默认为1；
`model`为模型路径；`tensor_parallel_size=1`为使用卡数，默认为1；`dtype="float16"`为推理数据类型，如果模型权重是bfloat16,需要修改为float16推理,`quantization="gptq"`为使用gptq量化进行推理,需下载以上GPTQ模型。
### 离线批量推理性能测试
1、指定输入输出
```bash
python benchmarks/benchmark_throughput.py --num-prompts 1 --input-len 32 --output-len 128 --model mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 -tp 4 --trust-remote-code --enforce-eager --dtype float16
```
其中 `--num-prompts`是batch数，`--input-len`是输入seqlen，`--output-len`是输出token长度，`--model`为模型路径，`-tp`为使用卡数，`dtype="float16"`为推理数据类型，如果模型权重是bfloat16,需要修改为float16推理。若指定 `--output-len 1`即为首字延迟。`-q gptq`为使用gptq量化模型进行推理。
2、使用数据集
下载数据集：
[sharegpt_v3_unfiltered_cleaned_split](https://huggingface.co/datasets/learnanything/sharegpt_v3_unfiltered_cleaned_split)
```bash
python benchmarks/benchmark_throughput.py --num-prompts 1 --model mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json -tp 4 --trust-remote-code --enforce-eager --dtype float16
```
其中 `--num-prompts`是batch数，`--model`为模型路径，`--dataset`为使用的数据集，`-tp`为使用卡数，`dtype="float16"`为推理数据类型，如果模型权重是bfloat16,需要修改为float16推理。`-q gptq`为使用gptq量化模型进行推理。
### OpenAI api服务推理性能测试
1、启动服务端：
```bash
python -m vllm.entrypoints.openai.api_server --model mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 -tp 4 --dtype float16 --enforce-eager
```
2、启动客户端：
```bash
python benchmarks/benchmark_serving.py --model mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 --dataset ShareGPT_V3_unfiltered_cleaned_split.json --num-prompts 1 --trust-remote-code
```
参数同使用数据集，离线批量推理性能测试，具体参考[benchmarks/benchmark_serving.py]（benchmarks/benchmark_serving.py）
### OpenAI兼容服务
启动服务：
```bash
vllm serve mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 --enforce-eager --dtype float16 -tp 4 --trust-remote-code --port 8000
```
这里serve之后 为加载模型路径，`--dtype`为数据类型：float16，默认情况使用tokenizer中的预定义聊天模板，`--chat-template`可以添加新模板覆盖默认模板,`-q gptq`为使用gptq量化模型进行推理。
列出模型型号：
```bash
curl http://localhost:8000/v1/models
```
### OpenAI Completions API和vllm结合使用
```bash
curl http://localhost:8000/v1/completions \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"model": "mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1",
"prompt": "晚上睡不着怎么办",
"max_tokens": 7,
"temperature": 0
}'
```
或者使用[examples/openai_completion_client.py](examples/openai_completion_client.py)
### OpenAI Chat API和vllm结合使用
```bash
curl http://localhost:8000/v1/chat/completions \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{
"model": "mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1",
"messages": [
{"role": "user", "content": "晚上睡不着怎么办"}
]
}'
```
或者使用[examples/openai_chatcompletion_client.py](examples/openai_chatcompletion_client.py)
### **gradio和vllm结合使用**
1.安装gradio
```
pip install gradio
```
2.安装必要文件
2.1 启动gradio服务，根据提示操作
```
python gradio_openai_chatbot_webserver.py --model "mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1" --model-url http://localhost:8000/v1 --temp 0.8 --stop-token-ids ""
```
2.2 更改文件权限
打开提示下载文件目录，输入以下命令给予权限
```
chmod +x frpc_linux_amd64_v0.*
```
2.3端口映射
```
ssh -L 8000:计算节点IP:8000 -L 8001:计算节点IP:8001 用户名@登录节点 -p 登录节点端口
```
3.启动OpenAI兼容服务
```
vllm serve mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1 --enforce-eager -tp 4 --dtype float16 --trust-remote-code --port 8000
```
4.启动gradio服务
```
python gradio_openai_chatbot_webserver.py --model "mixtral/Mixtral-8x7B-Instruct-v0.1" --model-url http://localhost:8000/v1 --temp 0.8 --stop-token-ids "" --host "0.0.0.0" --port 8001
```
5.使用对话服务
在浏览器中输入本地 URL，可以使用 Gradio 提供的对话服务。
## result
使用的加速卡:1张 DCU-K100_AI-64G
```
Prompt: '晚上睡不着怎么办', Generated text: '？\n晚上睡不着可以尝试以下方法来改善睡眠质量：\n\n1. **调整作息时间**：尽量每天同一时间上床睡觉和起床，建立规律的生物钟。\n\n2. **放松身心**：睡前进行深呼吸、冥想或瑜伽等放松活动，有助于减轻压力和焦虑。\n\n3. **避免咖啡因和酒精**：晚上避免摄入咖啡因和酒精，因为它们可能会干扰睡眠。\n\n'
```
### 精度
无
## 应用场景
### 算法类别
对话问答
### 热点应用行业
医疗,金融,科研,教育
## 源码仓库及问题反馈
* [https://developer.sourcefind.cn/codes/modelzoo/mixtral_vllm](https://developer.sourcefind.cn/codes/modelzoo/mixtral_vllm)
## 参考资料
* [https://github.com/vllm-project/vllm](https://github.com/vllm-project/vllm)