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AI模型微調大解密:全參數微調 vs. LoRA,讓模型聰明升級不再「燒錢」!

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作者
Advantech ESS
目錄

你是否曾經想過,為什麼AI語言模型可以這麼聰明,還能因應不同產業需求「量身訂做」?今天就讓我們帶你一探究竟,看看AI專家們如何運用創新微調技術,讓大型語言模型(LLM)不僅更聰明,還能更貼近你的業務需求!


什麼是「微調」?AI學者的專業進修之路
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想像一位博學多聞的學者,雖然知識淵博,但如果他要在醫療、法律、金融等專業領域發揮最大價值,還是需要再進修、補充專業知識。AI語言模型(如GPT、BERT、Llama)也是如此:雖然它們已經掌握了廣泛的語言知識,但若要在特定任務(像是醫療問答、程式碼生成)中大展身手,就需要「微調」(Fine-tuning)。

微調的好處:

  • 讓AI模型懂你真正的需求,產生更精準的答案
  • 讓模型適應產業語境,從「萬能」變成「專家」

不過,要讓這位AI學者進修,可沒這麼簡單!大型模型動輒擁有數十億甚至數千億個參數,想像要同時修正這麼多知識點,難度和成本可想而知:

  • 高昂的計算資源:需要大量GPU和記憶體
  • 訓練時間長:幾天、幾週的等待都很常見
  • 儲存空間大:每個版本都像一本厚重的百科全書
  • 有「健忘」風險:新知識學多了,可能忘了原本會的事!

因此,業界發展出兩種主流微調技術:全參數微調LoRA。接下來,我們就用最簡單的方式,帶你認識這兩位「微調明星」!


全參數微調:全方位升級,性能最強但資源「吃緊」!
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怎麼做?
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全參數微調(Full Parameter Fine-tuning)顧名思義,就是讓模型的所有參數都參與「再教育」!換句話說,就是從頭到尾,通通一起調整,全面升級。

為什麼厲害?
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  • 極致表現:所有參數都能根據新需求調整,精準度最高
  • 任務多變都能應對:不論是跟預訓練差很大的新任務,還是複雜應用,都能搞定
  • 發揮模型極限:讓模型潛力全部釋放!

有什麼缺點?
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  • 資源超高消耗:需要頂級GPU,記憶體需求爆表
  • 訓練很久很久:參數太多,等待時間也長
  • 儲存空間大:每做一個新任務,都要存一份完整模型
  • 有可能「過猶不及」:新知識學太多,反而忘記原本的通用能力

LoRA:輕巧微調,讓AI升級變得快速又經濟!
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什麼是LoRA?
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LoRA,全名Low-Rank Adaptation,是業界極受歡迎的「參數高效微調」(PEFT)代表作。它的誕生,就是為了幫大家省資源、省時間、還能快速部署AI模型!

它的原理是?
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你可以把預訓練模型想成一本百科全書。全參數微調像是把整本書都重印一遍;而LoRA則是在書中加幾頁專業「附錄」──只針對少數幾個知識點做補充,不動原本的大部頭。

技術上,LoRA只新增兩個小矩陣(A、B),在微調時只訓練這一小部分。
原本的模型參數完全「凍結」,只改小部分,微調後的模型其實就是「原書+附錄」的組合!

有什麼好處?
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  • 超省資源:只訓練幾個小矩陣,用消費級GPU也沒問題
  • 訓練超快:參數少,訓練時間短
  • 儲存空間小:每個LoRA模型只有幾十MB,管理和部署都方便
  • 不容易「忘記」舊知識:原本的模型參數不動,保留原有通用能力
  • 不影響推理速度:部署時直接合併,不會拖慢運算

需要注意什麼?
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  • 頂級表現可能略低於全參數微調:畢竟只改一小部分,遇到極端複雜或差異很大的新任務,有時表現稍微遜色
  • 參數選不好效果會打折:要選對「秩」(rank)這個超參數
  • 主要適合低秩結構的模型:不是每一種模型都適用

實驗步驟全揭密
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我們在Advantech的AI研發實驗室,嚴謹地進行了以下實驗步驟,確保每個細節都經得起考驗:

  1. 選定基礎模型:以Llama為例,從原始預訓練模型出發。
  2. 準備專屬數據集:針對目標產業(如醫療、客服等)蒐集高品質資料。
  3. 全參數微調流程
    • 載入完整模型至GPU
    • 全部參數開放訓練
    • 訓練數小時至數天,根據任務需求調整epoch
    • 評估任務表現,持續微調
  4. LoRA微調流程
    • 載入預訓練模型並「凍結」所有參數
    • 僅於指定層加入低秩適配器(A、B小矩陣)
    • 只訓練A、B參數,其他不動
    • 訓練僅需數十分鐘至數小時
    • 儲存LoRA參數,與原模型分開管理
  5. 比較兩者表現
    • 以相同數據集評估任務精確度
    • 記錄訓練時間、資源消耗與儲存空間

研發成果與應用價值
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經過多次實驗驗證,兩種技術各有千秋:

  • 全參數微調 在追求極致準確度的高階應用(如醫療AI輔助診斷、金融風控)發揮最大價值。
  • LoRA 則在快速原型開發、客製化小型應用、或資源有限的邊緣運算環境(如IoT設備、智慧工廠)大顯身手。

更棒的是,LoRA讓多任務AI部署變得超簡單──只需儲存不同任務的LoRA參數,即可隨時切換應用,讓客戶享受「即插即用」的彈性!


Advantech的創新承諾:持續進化,打造產業專屬AI
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在Advantech,我們堅持創新、持續投入AI微調技術的前沿研究,結合如GenAI Studio這類簡化工具,讓繁瑣的AI微調過程一鍵搞定,真正實現「專業AI,人人可用」的願景。

未來,我們將持續優化微調流程,探索更智慧、更自動化的訓練方式,協助客戶在醫療、製造、物流、零售等多元產業,快速打造專屬於自己的AI解決方案,把AI帶入每一個現場、每一個角落!


你也想了解更多微調技術應用案例?歡迎持續鎖定Advantech的部落格,我們將與你一起見證AI的無限可能!
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