Метод

MatQuant по постановке ,поверх оптимизируемых методов квантизации, с обучаемыми непрерывными или дискретными параметрами.

Основная идея работы в том, что для целочисленных типов данных отстругивая младшие биты от представления с максимальной бытностью, возможно получать приближения разной точности, вложенные друг в друга, как матрешка.

Но если просто огрублять, скажем , int8 квантизацию, работает не очень, поэтому предлагается совместно оптимизировать разные битности одновременно в одном батче с разными весами.

MatQuant применяют поверх OmniQuant, в котором оптимизируются скейлы и biasы в квантизации через поблочную дистилляцию, и QAT, которая суть просто обучение (с кроссэнтропийным лоссом) с STE через недифференцируемую операцию квантизации.

Эксперименты

Метод валидируют преимущественно на Gemma 2 (2b и 9b) моделях и Мистрале 7b. Полагаю, что 🦙 и Квены не рассматривают из политических соображений (негоже поганых парнокопытных от Меты лапать, как и китайскую продукцию).

OmniQuant оптимизируют на 10, 20M токенах из C4, QAT на 100 M токенах. Причем в большинстве экспериментов квантизуют только FFN.

Качество оценивают по перплексии и 0—shots на lm-eval.

Наивное стругание из высокой битности работает сильно плохо на 2 битах, оптимизация под конкретную битность получше (когда храним много моделей), но все равно не очень, предложенный подход еще чуть получше.

Просадки довольно значительные — 13, 15% для 2b, 6-12% для 9b Gemma 2 модели. Если бы квантизовались все слои, 2 бита были бы Парето—оптимальными (ибо точность квантизованной 9b модели равна несжатой 2b), но, увы, нет.

Полагаю, что подобный результат можно выжать более дешевыми QuIP (без решетки) и 1—мерным HIGGS, как и EfficientQAT.

В ablation показывают, что совместная оптимизация в разными битностями накидывает немного в качестве. Веса лоссов при разных битностых перебирают по сетке.

При квантизации Attention слоев метод тоже лучше бейзлайнов, но просадки становятся еще значительнее с 74 до 47% (остальные методы работают чуть лучше рандома в 2 битах).

Выводы

Название работы красивое, и мотивация хорошая — но результаты все же не слишком впечатляют. Также утверждение, что они первые, кто об этом задумался, не соответствует действительности — была такая работа Any Precision LLM (Oral прошлого ICLR), где разные битности получали через SqueezeLLM. Кроме того, вложенные представления разной точности можно получать через Residual Quantization.