论文

HARP:用于极端 LLM 量化的 Hadamard 预处理自适应旋转处理器

HARP: Hadamard-Preconditioned Adaptive Rotation Processor for Extreme LLM Quantization

摘要

后训练 量化 (PTQ) 对于在内存和带宽限制下部署 LLM 至关重要。然而,极低位量化仍然对激活异常值和各向异性权重曲率高度敏感。现有的基于不相干的 PTQ 方法通过固定的随机 Hadamard 变换 (RHT) 缓解了这个问题,该变换提高了量化鲁棒性,但无法使旋转基础适应层、校准分布或量化器。我们引入了 HARP(Hadamard 预处理自适应旋转处理器),这是一种可学习的结构化双面正交处理器,它取代固定的 Hadamard 混合,同时保持精确的全精度等效性。 HARP 将每次旋转表示为稀疏蝴蝶状块正交阶段的乘积,通过混合基数调度支持非二维幂,并将 RHT 处理器初始化为固定排列。 HARP 仅根据校准数据进行拟合,使量化基础适应每一层和后端。在 Llama 模型上从 1B 到 70B 的 2--4 位设置中,HARP 持续改善困惑度并在 2 位时产生最清晰的零样本增益; 2 位 Qwen3-8B 实验表明 Llama 家族之外也存在同样的转移。 HARP 还保留了部署效率:在 2 位的 Llama 2 7B 上,它达到 128 tok/s,保留了 90% 的 RHT 吞吐量(142 tok/s),并且运行速度比 FP16(61 tok/s)快约 2.1 倍。