Robocikowo>ROBOCIKOWO
Wnioskowanie

SwiGLU-H2

2026EksperymentalnyOpublikowano: 9 listopada 2026Aktualizacja: 9 listopada 2026Opublikowany
SwiGLU-H2 to analityczny, drugorzędowy (second-order) schemat ważności do skrajnie niskobitowej kwantyzacji (IQ1_S, ~1,56 bpw) eksperckich warstw SwiGLU FFN w modelach Mixture-of-Experts. Wprowadzony w projekcie llama-modchip, by uruchamiać wielkie modele MoE na samym CPU.
Kluczowa innowacja
Analityczna, bezkalibracyjna waga ważności drugiego rzędu (diagonala Hesjanu) dla kwantyzacji eksperckich bloków SwiGLU FFN, pozwalająca ścisnąć 256 ekspertów MoE do ~1,56 bitu bez załamania dokładności bramkowania.
Kategoria
Wnioskowanie
Poziom abstrakcji
Building block
Poziom operacji
Po-treningInferencjaWarstwa
Zastosowania
Skrajnie niskobitowa kwantyzacja ekspertów MoE (IQ1_S, ~1,56 bpw)Uruchamianie modeli MoE klasy 284B na samym CPU (bez GPU)Bezkalibracyjna (data-free) kwantyzacja potreningowa (PTQ)Kompresja eksperckich warstw SwiGLU FFNInferencja LLM na CPU przy ograniczonej pamięci RAM (<64 GB)

Jak działa

1) Dla każdego eksperta e i kanału pośredniego j dekwantyzowane są sparowane tensory ffn_gate_exps i ffn_up_exps (równolegle po wątkach OpenMP). 2) Liczona jest analityczna waga ważności drugiego rzędu I(e,j) = ‖W_gate^(e)[j,:]‖² · ‖W_up^(e)[j,:]‖², aproksymująca diagonalę Hesjanu błędu kwantyzacji przy izotropowych wejściach o jednostkowej wariancji. 3) Wektor I(e,j) trafia do quantize_row_iq1_s jako wektor ważności, dzięki czemu bity są przydzielane kanałom o największym wpływie na wyjście SwiGLU. 4) Warstwy brzegowe o wysokiej wrażliwości (np. {0,1,26,28,41,42}) są trzymane w IQ2_XXS, a wrażliwe środkowe w IQ1_M; masa ekspertów schodzi do IQ1_S (1,5625 bpw). Całość jest data-free (bez kalibracji) i liczona raz, przy transkodowaniu checkpointu.

Rozwiązany problem

Naiwna, nieskalibrowana kwantyzacja IQ1_S (1,5625 bpw) wszystkich 256 eksperckich warstw MoE załamuje dokładność bramkowania SwiGLU, ponieważ kanały aktywacji o wysokiej normie w W_gate ⊙ W_up są kwantyzowane z jednakową wagą błędu MSE. SwiGLU-H2 rozwiązuje to przez analityczne, drugorzędowe ważenie ważności kanałów — bez potrzeby zbioru kalibracyjnego.

Komponenty

Diagonala Hesjanu w formie zamkniętej (I(e,j))Wyznacza drugorzędową ważność każdego kanału przed kwantyzacją

I(e,j) = ‖W_gate^(e)[j,:]‖² · ‖W_up^(e)[j,:]‖². Iloczyn kwadratów norm sparowanych wierszy Gate i Up aproksymuje oczekiwany drugi moment kanału (diagonalę Hesjanu błędu) przy izotropowych wejściach. Liczona analitycznie, bez danych kalibracyjnych.

Para ekspercka SwiGLU FFN (W_gate, W_up, SiLU)Cel kwantyzacji — bramkowana warstwa FFN eksperta MoE

Wyjście kanału: h = SiLU(W_gate·x) · (W_up·x), wchodzące do ffn_down_exps. SwiGLU-H2 waży wiersze down-projekcji wg ważności I(e,j) sparowanych bloków Gate/Up.

Kwantyzator IQ1_S ważony ważnością (quantize_row_iq1_s)Przydziela ~1,56 bpw wg wektora ważności I(e,j)

Standardowy kwantyzator IQ1_S (1,5625 bpw) z llama.cpp/ggml, któremu SwiGLU-H2 dostarcza analityczny wektor ważności zamiast jednolitej wagi MSE.

Oficjalna

Zachowanie warstw wrażliwych (IQ2_XXS / IQ1_M)Chroni krytyczne warstwy routingu przed utratą jakości

Wybrane warstwy brzegowe (wczesne/późne) są trzymane w IQ2_XXS (2,06 bpw) lub IQ1_M (1,75 bpw), gdy masa ekspertów schodzi do IQ1_S.

Oficjalna

Implementacja

Pułapki implementacyjne
Jednolita waga MSE przy IQ1_SWysoka

Nieskalibrowana kwantyzacja IQ1_S z jednolitą wagą błędu załamuje bramkowanie SwiGLU — kanały o wysokiej normie tracą precyzję.

Rozwiązanie:Użyj wektora ważności I(e,j) = ‖W_gate[j]‖²·‖W_up[j]‖² (SwiGLU-H2).
Brak zachowania warstw brzegowychŚrednia

Zepchnięcie wszystkich warstw do IQ1_S bez zakotwiczenia wrażliwych warstw routingu obniża jakość.

Rozwiązanie:Trzymaj wybrane wczesne/późne warstwy w IQ2_XXS / IQ1_M.

Hiperparametry (konfigurowalne osie)

Docelowa szerokość bitowaKrytyczna

Format kwantyzacji masy ekspertów. SwiGLU-H2 jest dostrojony pod IQ1_S (1,5625 bpw), z wyższą precyzją dla warstw wrażliwych.

IQ1_S (1.5625 bpw)Masa ekspertów
IQ1_M (1.75 bpw)Warstwy średnio wrażliwe
IQ2_XXS (2.06 bpw)Warstwy brzegowe
Warstwy zakotwiczone (wrażliwe)Wysoka

Zbiór warstw trzymanych w wyższej precyzji, by chronić routing i jakość (np. wczesne i późne warstwy).

Założenie o wejściuŚrednia

Analityczna forma zamknięta zakłada izotropowe wejścia o jednostkowej wariancji; to upraszcza ważność do iloczynu kwadratów norm wierszy.

Paradygmat wykonania

Tryb główny
Rzadki

Paradygmat odzwierciedla kontekst stosowania (rzadki MoE); sam SwiGLU-H2 to schemat kwantyzacji działający na eksperckich blokach SwiGLU.

Wzorzec aktywacji
Top-K wybrane
Tryby dodatkowe
Warunkowy
Mechanizm routingu

SwiGLU-H2 kwantyzuje eksperckie warstwy FFN w rzadkim MoE, gdzie na token aktywowany jest tylko top-k ekspertów przez router.

Równoległość

Poziom równoległości
W pełni równoległy

Obliczanie wektora ważności I(e,j) jest w pełni równoległe po ekspertach i kanałach (OpenMP), bo każdy kanał jest niezależny. Sama kwantyzacja wykonywana jest raz, offline, przy transkodowaniu.

Zakres
Pomiędzy ekspertamiInferencja

Wymagania sprzętowe

Podstawowe

Zaprojektowany pod inferencję MoE na samym CPU x86_64 (AVX2 / AVX-512); skwantyzowane formaty (IQ1_S) dekodowane są jądrami AVX2/AVX-512. Działa też na ARM64 (NEON/SVE).