[其他产品] AI模型压缩的看法

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meiyaolei 发表于 2025-9-18 08:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
在MCU上折腾模型压缩,那真是一场硬仗存储空间就那么点儿,算力紧巴巴得像被掐住了喉咙,模型不断增加,根本别想跑起来。分享几个我亲测有效的方法,还有那些踩过的坑,保证真实到扎心。

剪枝说白了就是砍掉模型里那些不怎么使用的参数或通道。但别一上来就暴力去除,我之前试过直接按比例砍掉绝对值小的参数,结果模型直接瘫痪,精度掉得比跳楼还快。后来学聪明了,先给参数规范去除,比如用梯度衡量每个参数对输出的贡献,或者统计卷积通道的输出激活值,把那些长期“躺平”的通道揪出来砍掉。

量化就是把32位浮点参数转成8位甚至更低精度的整数,相当于把庞大的东西塞进有限的空间里。存储空间直接砍掉75%,计算速度还能飙升。但别以为这是无损压缩——量化误差就像个隐形杀手,稍不注意就让你模型精度崩盘。

我试过两种量化方法:一种是训练后量化PTQ,直接拿训练好的模型,统计参数分布范围,按比例缩放到整数区间。简单是简单,但低比特比如4位时精度掉得像坐滑梯;另一种是量化感知训练QAT,在训练时就模拟量化效果,让模型提前适应低精度计算。比如有个目标检测任务,用QAT把模型从浮点转成8位整数,精度几乎没变,但推理速度快了3倍,存储从500KB缩到150KB,香得不行。

但坑也在这儿——不同硬件对量化的支持天差地别。有次我用某款MCU,它的硬件乘法器只支持8位整数,量化到4位反而要拆成两次8位运算,速度直接变慢,气得我直拍桌子。所以量化前必须先摸清硬件的脾气,否则就是白费力气。

工具链,选对帮手,但别当甩手掌柜,自己手写量化或减代码,那真是调参调到头秃。用成熟的工具链能省一半力气,TensorFlow Lite for Microcontrollers,它的模型转换工具能自动处理量化,还支持多种MCU后端;TinyML的库CMSIS-NN针对ARM Cortex-M系列做了深度优化,量化后的卷积操作能用硬件乘法器加速,快得飞起。

但工具链也不是万能钥匙。有次我用TensorFlow Lite量化一个语音识别模型,转换后模型大小确实缩了,但推理时频繁触发硬件的看门狗定时器——原来工具链生成的代码没考虑MCU的实时性,某些循环耗时太长,差点把系统搞崩。后来我改用手动优化循环结构,才解决问题。所以工具链能用,但别全依赖它,关键时候还得自己动手救火。
最惨的一次是为一个手势识别任务压缩模型。原始模型准确率95%,为了塞进48KB的Flash,我先剪枝50%,再量化到8位,最后用工具链去掉所有冗余操作。结果模型大小缩到45KB,但推理时输出全是噪声——原来剪枝时把关键的特征提取通道砍掉了,量化又放大了误差,模型直接废了,气得我差点把开发板摔了。
压缩不是越瘦越好,得在精度、速度和存储间找平衡。现在每次压缩前,我都会先定个底线准确率不能低于90%,再逐步调整策略,同时用交叉验证监控每一步的效果。毕竟,模型压缩的终极目标不是“瘦”,而是瘦得有用——能在MCU上跑起来,还能跑得稳、跑得准,才是硬道理。


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