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量化精读

English summary

从数值编码和均匀量化出发,走到权重量化、激活量化、KV Cache、质量评估和部署。章节按学习顺序排列。

一页规则,不含推导: 量化速查。英文目录: English summary。

  1. LLM 推理优化 · 量化(Quantization)系统学习笔记
    LLM 量化(Quantization)系统学习笔记:从 FP8/FP4 数字格式、量化粒度与敏感性排序,到 GPTQ、AWQ、SmoothQuant、KIVI、BitNet 方法谱系。生产默认配方:W8A8 FP8 是甜点、KV cache 谨慎量化、attention 保持高精度,附质量评估三板斧与 MIT 6.5940 课程清单。
  2. LLM 量化从入门到部署:11 篇精读笔记总览
    LLM 量化完整学习地图:从信息论与数值编码、均匀量化误差公式,到 RTN/GPTQ/AWQ、SmoothQuant、KV Cache 量化,再到 QServe 与 vLLM 部署验收,11 篇精读笔记的阅读顺序与每章要点速览。
  3. INT8 和 FP16 有什么区别?量化前的数值编码基础
    量化的本质是决定一个数用多少 bit、以什么格式表示。本文从信息论、整数补码、IEEE 754 浮点位布局讲到六种舍入模式,解释量化为什么用 round-half-even,以及截断噪声为什么是舍入的 4 倍。
  4. 量化误差是怎么算出来的?均匀量化公式推导
    把任意量化方法拆成编码器、解码器、误差三部分,推导对称与非对称均匀量化的正向与反向公式,解释「位宽每减 1、SNR 涨约 6 dB」,并说明为什么范围利用率是量化的第一性原理。
  5. FP16、BF16、FP8、FP4 有什么区别?该选哪种数值格式
    从位布局推导 FP16/BF16/FP8(E4M3、E5M2)/FP4/MXFP8/NVFP4 的动态范围与精度,说明 E4M3 和 E5M2 各自适合什么场景、块缩放到底解决了什么问题,并用带宽模型手算 70B 模型 decode 每 token 的最少耗时。
  6. 量化粒度怎么选?为什么离群值会让 INT8 精度崩掉
    per-tensor、per-channel、per-group 的有效位宽和存储开销差多少?校准集怎么选、统计量用 min/max 还是分位数?本文用 LLM.int8() 的离群值统计说明 INT8 什么情况下会崩,并给出粒度、校准、outlier 的决策表。
  7. RTN 和 GPTQ 有什么区别?权重量化方法怎么选
    RTN 直接四舍五入,实现最简单但 4-bit 下误差明显;GPTQ 把目标从「最小化逐元素误差」升级为「最小化层输出误差」,用 OBS/OBQ 的二阶补偿逐列校正。本文完整推导补偿公式并手算一个 2×2 例子。
  8. AWQ 量化原理是什么?和 GPTQ、SqueezeLLM 怎么选
    AWQ 的核心观察是只有约 1% 的权重显著,而且要看激活幅度而不是权重幅度,再通过逐通道缩放把误差压下去。本文推导缩放减误差公式,对比 AWQ、GPTQ、SqueezeLLM、QuIP# 的无重建与二阶补偿取舍。
  9. 激活量化为什么比权重量化难?LLM.int8() 与 SmoothQuant 原理
    权重是静态的,激活是动态的还会出现极大的离群值,所以 W8A8 比 weight-only 难得多。本文讲 LLM.int8() 的向量级量化与混合精度分解、SmoothQuant 的等效变换与 s_j 公式推导,以及缩放折叠为什么让 W8A8 零运行时开销。
  10. KV Cache 量化怎么做?KIVI 与「量化还是压缩」的区别
    KV Cache 是长上下文推理的显存大头,而 KV 量化误差会逐 token 累积。本文手算 KV 显存公式,讲 KIVI 的两个核心洞察(Key 按通道量化、Value 按 token 量化)与非对称 2-bit 流式量化实现,并辨析 KV 量化与 KV 压缩的区别。
  11. QAT 什么时候才值得做?PTQ、QLoRA、BitNet 路线对比
    量化函数不可导,STE 用直通估计器把梯度放过去。本文手推一个完整的反向传播例子,讲清 QLoRA 的 NF4、双重量化与 paged optimizer,解释 BitNet b1.58 的三值化设计,并对比 PTQ/QAT/QLoRA/BitNet 四条路线各自适用什么场景。
  12. 量化后精度掉了怎么定位?perplexity 与评测怎么用
    只跑一个 perplexity 数字不足以判断量化能不能上线。本文给出「困惑度 → 智能基准 → 自定义评测」的三层验收协议,解释「与噪声不可区分」如何操作化成多次运行与配对比较,并列出量化评测最容易踩的坑。
  13. 量化模型怎么部署到 vLLM?QServe 与 FP8 Attention 实践
    量化算法好不等于端到端快,反量化、内存布局和 kernel 实现会吃掉大部分收益。本文讲 QServe 的 W4A8KV4 协同设计为什么是 W4A8,给出 vLLM / TensorRT-LLM / llama.cpp 的量化支持地图,并给出一份部署决策树。

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