量化

在人工智能蓬勃发展的今天，深度学习模型已经在图像识别、自然语言处理和自动驾驶等领域取得了令人瞩目的成绩。然而，随着模型规模不断增大，如何在保证模型性能的同时降低计算资源和能耗，成为了研究者和工程师们面临的重要课题。量化（Quantization）技术正是在这一背景下应运而生，并在实际应用中发挥了巨大作用。本文将带你深入了解人工智能中的量化技术，探讨它的原理、优点以及所面临的挑战。 什么是量化？ 量化，顾名思义，就是将连续的数值转换为有限的、离散的数值集合。在计算机系统中，数据通常以二进制形式存储和处理。传统的深度学习模型中，神经网络的参数（如权重和激活值）通常使用 32 位浮点数（float32）表示，这样既能保证计算精度，也便于训练和优化。但在模型推理（Inference）阶段，对于一些对精度要求没有那么高的场景，我们可以用更低位数的数据来表示这些参数，这就是量化技术的基本思想。 1. 高精度浮点数 数据类型 位宽 符号位 指数位 尾数位 存储占用 主要特点 FP64（双精度） 64 1 11 52 8 字节 超高精度，适用于科学计算，存储和计算成本高 FP32（单精度） 32 1 8 23 4 字节 计算精度和存储占用均衡，深度学习主流格式 FP16（半精度） 16 1 5 10 2 字节 存储占用更低，适用于加速推理和混合精度训练 bfloat16 16 1 8 7 2 字节 与 FP32 共享相同指数位，训练稳定性更强 2. 低精度整数 数据类型 位宽 符号位 数值范围 存储占用 主要应用 int8 8 ✅ -128 ~ 127 1 字节 量化神经网络，提高推理速度，降低功耗 uint8 8 ❌ 0 ~ 255 1 字节 适用于正数数据的量化，提高数值范围 int16 16 ✅ -32,768 ~ 32,767 2 字节 需要更大范围整数时使用，深度学习较少用 int4 4 ✅ -8 ~ 7 0....