按兼容组进行模型融合:GRAM 降低子空间干扰

5 十一月 20260 视图

GRAM 方法根据微调模型子空间之间的主角度几何关系,确定哪些模型值得合并,随后在组内进行低秩合并。该方法仅需模型权重,可减少投影损失,并在语言、视觉和医学实验中展现出优势。

按兼容组进行模型融合:GRAM 降低子空间干扰

子空间干扰问题

将不同模型合并为一个模型,是实现多任务部署的必要条件。在医疗保健等受监管领域,数据通常保留在本地。因此,合并只能基于微调后的权重进行。

以往的方法对所有任务采用相同的合并方式,没有考虑已学习子空间之间的几何关系。如果各任务的更新占据了未对齐的子空间,那么投影到公共低秩基底时就会舍弃重要方向。作者将这一现象称为子空间干扰(subspace interference)。

每个任务的投影误差由主角对齐程度决定。主角对齐程度反映了任务子空间与公共子空间的重合程度。结论是:相同的合并方式会带来丢失单个任务重要方向的风险。

GRAM 的机制:按主角分组

GRAM(Group-wise Rank-Aware Model Merging)利用任务向量的主角几何结构。该方法分三个阶段:

  1. 计算任务向量之间的主角。
  2. 根据这些角度确定哪些任务应当合并在一起。
  3. 在每个组内基于 SVD 执行标准合并。

在合并阶段,该方法仅使用微调后的权重,无需访问原始数据。作者声称,将几何上兼容的任务分组,可以从理论上保证降低每个组内的投影误差。

实用标准:当数据无法传输,且任务可能占据未对齐的子空间时,GRAM 是合适的选择。该方法能够在合并前将任务划分为兼容的组。

K=2 时的变化

仅添加一个模型(K=2)的场景展示了 GRAM 的效果。在这种情况下,该方法显著减少了子空间干扰,并在测试中稳定优于以往的合并方法。

测试涵盖三个方向:

  • 语言理解——GLUE with Flan-T5;
  • 计算机视觉——8-task CLIP;
  • 医疗指令微调——Qwen2-7B-Instruct with four English/Chinese medical LoRAs。

结论是:即使只合并两个模型,也能体现出优势。对于仅添加一个微调模型的最小场景,GRAM 提供了一种经验证的降低干扰的方法。

选择标准

在相同的合并方式与分组方法之间做出选择,取决于任务条件。以下标准基于对 GRAM 的描述。

标准需要考虑的因素
数据访问权限合并时只能使用微调后的权重。
任务几何结构任务可能占据未对齐的子空间。
干扰风险投影到公共基底可能会舍弃重要方向。
合并方式将兼容的任务分组,可以降低组内的投影误差。
已验证的场景K=2:将一个模型添加到现有模型中。

实用结论:如果数据保留在本地,且任务的子空间几何结构各不相同,那么分组合并可以降低丢失重要方向的风险。对所有任务采用相同的合并方式则无法考虑这一风险。

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