LoRA：大语言模型的低秩适应

自然语言处理领域的一个重要范式是：在通用领域数据上进行大规模预训练，随后将模型适配至特定任务或领域。随着预训练模型规模的不断增大，传统全量微调（即重新训练模型所有参数）的方式变得日益不可行。以 GPT-3 175B 为例，若为每个下游任务部署独立的微调实例，每个模型均包含 1750 亿参数，其计算与存储成本将难以承受。为此，我们提出低秩适配（Low-Rank Adaptation，简称 LoRA），该方法冻结预训练模型的原始权重，并在 Transformer 架构的每一层中注入可训练的低秩分解矩阵，从而显著减少下游任务所需的可训练参数数量。与使用 Adam 优化器对 GPT-3 175B 进行全量微调相比，LoRA 可将可训练参数数量减少 10,000 倍，同时降低 GPU 显存占用约 3 倍。尽管可训练参数更少，LoRA 在 RoBERTa、DeBERTa、GPT-2 和 GPT-3 等多个模型上的性能表现与全量微调相当，甚至更优；同时具备更高的训练吞吐率，且与适配器（adapters）不同，LoRA 在推理阶段不引入额外延迟。此外，我们还对语言模型适配过程中的秩不足（rank-deficiency）现象进行了实证研究，为 LoRA 方法的有效性提供了理论与实践依据。我们已开源一个支持 LoRA 与 PyTorch 模型集成的工具包，并在 GitHub 上发布了 RoBERTa、DeBERTa 和 GPT-2 的实现代码及预训练模型检查点，详见：https://github.com/microsoft/LoRA。