智源社区 08月30日
本地微调GPT-OSS-20B模型,增强多语言推理能力
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本文详细介绍了如何利用RTX 4090显卡,在本地通过WSL2环境,对OpenAI最新开源的GPT-OSS-20B模型进行微调,以提升其多语言思维链推理能力。教程涵盖了从环境搭建、代码来源、模型加载、数据准备到训练的全过程。通过在HuggingFaceH4/Multilingual-Thinking数据集上进行仅60步的微调,模型能够根据指令切换推理语言,并以结构化的Harmony格式输出,显著提升了其在非英语场景下的灵活性和实用性。

🚀 **低成本本地微调GPT-OSS-20B**:文章提供了使用消费级显卡(如RTX 4090)在本地微调OpenAI开源的GPT-OSS-20B模型的详细指南。通过Unsloth库的优化,仅需16GB以上显存即可运行,大大降低了AI模型微调的门槛,使个人开发者也能轻松拥有训练大模型的经历。

🗣️ **提升多语言思维链推理能力**:通过在包含法语、西班牙语、德语等多种语言的推理数据集上进行微调,GPT-OSS-20B模型能够理解并执行多语言的思维链推理。这意味着模型在处理非英语问题时,其内部思考过程可以切换到目标语言,并能根据指令调整推理的详细程度。

💬 **结构化输出与Harmony格式**:微调后的模型能够按照OpenAI的Harmony格式生成结构化响应,区分“分析”和“最终答案”等环节,并能根据用户需求灵活切换推理语言(如用法语分析、用英语作答)。这种格式化输出对于教学、内容创作和AI助手等应用场景尤为重要。

⏱️ **高效微调与显著效果**:仅需60步的微调,模型便能展现出显著的多语言推理能力提升。这得益于LoRA技术的参数高效性(仅更新0.02%的参数)、高质量数据集的直接学习、SFT对齐的效率,以及模型强大的预训练基础。这种“激进”的风格微调方式,在短时间内就能带来立竿见影的效果。

💻 **环境搭建与运行指南**:教程详细阐述了在WSL2环境下搭建PyTorch、Unsloth等依赖环境的步骤,并提供了加载模型、准备数据、执行训练的Notebook代码。即使是初学者,也能按照指南一步步完成本地部署和微调,复现整个流程。

编辑:艾伦

新一年的最难秋招季又来了!

2025年,随着AI Agent的铺开,各类岗位都开始逐渐要求候选人具有AI能力。

你是否也想在简历上拥有训练GPT的高大上的项目经历,增强自己在AI时代求职的竞争力?

解决方案现在有了。

今年8月5日,自从几年前GPT-2发布后,再无新开源模型的终于发布了新开源大模型GPT-OSS,引发社区热议。

模型分为120B和20B两个版本,其中20B的版本理论上可以在消费级的16GB以上显存的显卡上运行,从而允许我们以较低的成本使用消费级显卡训练GPT。

近日,博主Lorentz Yeung发表的一篇博客,就对本地部署和微调训练GPT-OSS进行了手把手的详尽教学,小白友好值Max。

博客地址:https://pub.towardsai.net/teaching-openais-gpt-oss-20b-model-multilingual-reasoning-ability-a-hands-on-guide-with-rtx-4090-0835ba121ee7


微调GPT-OSS-20B
RTX 4090本地实操指南

本文会详细介绍如何对OpenAI最新开源的GPT-OSS-20B模型(https://huggingface.co/unsloth/gpt-oss-20b-GGUF)进行微调,以提升它的多语言推理能力。

我们将涵盖目标设定、基于RTX 4090和WSL2的本地环境搭建、代码来源、详细操作流程、训练前后效果对比,以及为何即便只训练60步也能有显著提升。

如果你喜欢鼓捣AI,这份教程可以帮助你在本地复现整个流程。

你将学到什么:解锁多语言思维链推理

看完这篇教程后,你就能动手为OpenAI发布的GPT-OSS-20B模型进行多语言思维链推理的微调。

GPT-OSS模型本身已经可以胜任数学、编程、常识问答等任务,并且具备一定的多语言能力,但它的推理过程天然偏向英文。

比如,即使你用法语提问,模型内部思考时还是优先用英文,而且你无法像设置「推理语言:法语」那样切换它的思考语言。

通过在HuggingFaceH4/Multilingual-Thinking数据集(包含1000条多语言推理样本,涵盖法语、西班牙语、德语、意大利语等)上微调,可以让模型具备以下能力:

    能用OpenAI的Harmony格式生成结构化响应(例如把「分析」和「最终答案」分开)。

    可以根据需要切换推理语言(比如用法语分析、用英语作答)。

    能在非英语环境下,更灵活地调整推理的详细程度(低、中、高)。

按需切换推理语言和详细程度。此处示例为:法语,中等详细程度

微调后的模型能根据需求自由切换推理语言和细节程度——例如用法语进行中等细节分析。

对于教学、内容创作或AI助手等场景,这点非常实用,尤其是当用户的母语不是英文时。

环境搭建:RTX 4090+WSL2本地高效微调

训练脚本主要基于Unsloth提供的训练脚本,并针对RTX4090做了一些参数调整。

硬件环境是:NVIDIA RTX 4090 GPU(24GB显存),操作系统是Windows,通过WSL2运行。

为什么要用本地环境?

我们一开始尝试用Google Colab免费的Tesla T4显卡,但由于显存限制(即使用了4bit量化,20B模型还是需要12–23GB显存),很快就出现AcceleratorError错误并崩溃。

使用Google Colab报错:AcceleratorError

Colab的付费高级版可能可以跑,但本地环境显然在控制能力和速度上更胜一筹。

搭建流程如下:

1. 在WSL2终端,创建虚拟环境并安装pytorch和unsloth,命令如下(见Unsloth文档:https://docs.unsloth.ai/basics/gpt-oss-how-to-run-and-fine-tune#fine-tuning-gpt-oss-with-unsloth)

conda create     python=3.11 \    pytorch-cuda=12.1 \    pytorch cudatoolkit xformers -c pytorch -c nvidia -c xformers \    -yconda activate unsloth_envpip install unsloth

看到「unsloth_env is created!」就成功了。

2. 下载我们的Notebook文件,激活新建的「unsloth_env」(或者你自己命名的环境)kernel,运行安装依赖的cell:

%%capture!pip install --upgrade -qqq uvtryimport numpy; install_numpy = f"numpy=={numpy.__version__}"except: install_numpy = "numpy"!uv pip install -qqq \    "torch>=2.8.0" "triton>=3.4.0" {install_numpy} \    "unsloth_zoo[base] @ git+https://github.com/unslothai/unsloth-zoo" \    "unsloth[base] @ git+https://github.com/unslothai/unsloth" \    torchvision bitsandbytes \    git+https://github.com/huggingface/transformers \    git+https://github.com/triton-lang/triton.git@main

有环境或依赖疑问可参考相关文档。

整个配置流程大约花费30分钟。

用RTX 4090本地运行其实很简单:下载Notebook到本地,在VS Code或Jupyter Lab里用WSL2环境逐行运行就可以了。

Unsloth库在速度和显存利用上都有优化,训练效率更高,也特别适配RTX系列显卡。

代码详解

这份Notebook包含了加载模型、准备数据、微调和推理的完整流程。

如果你不关心细节解释,其实完全可以直接跳过下面的内容,在Jupyter Notebook顶部点击Run All一键运行就行——我们已经为RTX4090优化好了参数。

安装与模型加载

模型用的是Unsloth版本的GPT-OSS-20B。

OpenAI的GPT-OSS模型本身就用的是MXFP4格式,而Unsloth最近加了对应工具和兼容方案,让这些权重也能顺利微调。

MXFP4是Open Compute Project提出的微缩浮点数格式,在推理效率上表现很好。

OpenAI发布的GPT-OSS-120B和20B都有原生MXFP4权重,Unsloth针对主流训练框架缺乏MXFP4支持的情况,做了自定义适配和NF4仿真机制,能直接对GPT-OSS进行微调,详见Unsloth文档。

from unsloth import FastLanguageModelimport torchmax_seq_length = 4096dtype = Nonefourbit_models = [    "unsloth/gpt-oss-20b-unsloth-bnb-4bit"    "unsloth/gpt-oss-120b-unsloth-bnb-4bit",    "unsloth/gpt-oss-20b"    "unsloth/gpt-oss-120b",model, tokenizer = FastLanguageModel.from_pretrained(    model_name = "unsloth/gpt-oss-20b",    dtype = dtype,     max_seq_length = max_seq_length,    load_in_4bit = True,      full_finetuning = False,    )model = FastLanguageModel.get_peft_model(    model,    r = 8    target_modules = ["q_proj","k_proj","v_proj","o_proj",                      "gate_proj","up_proj","down_proj",],    lora_alpha = 16,    lora_dropout = 0,    bias = "none",    use_gradient_checkpointing = "unsloth"    random_state = 3407,    use_rslora = False,    loftq_config = None,)

这段代码实现了什么?

    用pip安装Unsloth、Torch、Transformers及相关依赖。

    加载模型(支持4bit量化,起步只需约12GB显存)。

    加载LoRA适配器,目标仅微调约0.02%的参数,极大提升训练效率。

数据准备
dataset = load_dataset("HuggingFaceH4/Multilingual-Thinking", split="train")

这行代码的作用:

    加载HuggingFaceH4/Multilingual-Thinking数据集(包含1000条多语言链式推理样本)(https://huggingface.co/datasets/HuggingFaceH4/Multilingual-Thinking)

    主要字段包括:「reasoning_language」、「developer」、「user」、「analysis」、「final」、「messages」。

    其中「messages」是对话轮次列表,比如system prompt、用户提问、助手分析/回答等。

from unsloth.chat_templates import standardize_sharegptdataset = standardize_sharegpt(dataset)dataset = dataset.map(formatting_prompts_func, batched = True,)

这段代码是在:

    标准化数据为ShareGPT格式,并应用GPT-OSS的专用对话模板。

    这一步会把每轮对话包装成GPT-OSS专属的Harmony格式(比如rolecontent),包含推理细致程度、不同channel(分析/评论/最终答案)、工具调用等结构信息。更详细的说明见下图的Notebook示例。

    这里只是文本格式化,还没有进行分词,分词是在训练时完成的。

将每次对话包装为 GPT-OSS 专用的 Harmony 格式(例如:rolecontent)

训练

from trl import SFTConfig, SFTTrainerfrom transformers import DataCollatorForSeq2Seqtrainer = SFTTrainer(    model = model,    tokenizer = tokenizer,    train_dataset = dataset,    args = SFTConfig(        per_device_train_batch_size = 1,        gradient_accumulation_steps = 16,        warmup_steps = 5,                max_steps = 60,        learning_rate = 2e-4,        logging_steps = 20,        optim = "adamw_8bit",        weight_decay = 0.01,        lr_scheduler_type = "linear",        seed = 3407,        output_dir = "outputs",        report_to = "none"    ),)

这一大段代码其实只是在:

    使用SFTTrainer,训练步数设置为60,等效batch size为16,学习率2e-4。

    在RTX 4090上训练大约34分钟,损失从1.62降到1.07。如果有条件可以训练更久,欢迎留言告诉我们你是否能降到0.5附近。

训练采样时会不会重复抽样?

Hugging Face的TRL SFTTrainer默认是「无放回采样」,即每轮迭代按顺序遍历数据集(可选shuffle),直到达到指定步数或epoch数。

如果训练步数不足一轮(比如这里的60步,等效batch size16,约采样960/1000条数据),一般不会重复抽样。

当然,也可以用dataloader_sampler等参数自定义采样方式。


训练前后对比
效果一目了然

微调前,基座模型在面对类似「解方程x⁵ + 3x⁴ - 10 = 3」的问题时,推理过程都是用英文进行:

    Low(低):用英文给出粗略估算(比如根约为1.36)。

    Medium(中):用英文做更深入的分析。

    High(高):英文详细步骤,精确计算根约为1.32。

    没有多语言分析,也没有Harmony格式的结构化输出。

微调60步之后:

微调后使用法语进行推理

    推理过程能自动切换到法语「分析」通道(比如:「Très bien, commençons…」),而且格式结构清晰。

    数学结论依然准确,但每一步用法语表达,符合数据集设定。

    这样的变化说明,模型从单一英文推理转变为可以根据需要灵活切换思考语言,证明了微调的巨大作用。

为什么只训练60步就有巨大提升?

你可能会好奇:为什么只训练60步,模型推理风格就发生这么大转变?

我们认为的一种可能的解释是:

    LoRA的高效性:实际更新的参数只有大约400万(占209亿总参数的0.02%),主要集中在注意力层。这其实是在快速「换风格」,而不是重新学逻辑或功能。

    高质量数据集:模型这60步能看到960条样本(几乎全量),直接学习多语言链式推理的表达方式。

    SFT对齐:监督微调优化输出,loss下降很快,效率远高于RLHF。

    强大预训练基础:模型本身已具备推理和多语言能力,我们只是微调表达方式。

    优化器和学习率:较高的学习率(2e-4)让模型能迅速适应新风格。NVIDIA文档里也常把这种训练称为「激进」。

本质上,这是在强大基座模型上进行风格微调——只需60步,多语言表现立竿见影。


接下来轮到您来亲自微调了!

看完这篇文章,你应该已经学会如何把类似GPT-OSS-20B这样的大模型,调整成支持多语言思维链推理的版本,把它从英文「内心独白」变成可按需切换思考语言(比如法语)的多面手。

这也包括了对Harmony格式结构化响应的理解,以及解决模型默认英文推理的限制。

如果遇到问题,可以优先去Unsloth的Discord社区https://discord.com/invite/unsloth)寻求解决方案。

以上Notebook文件包含完整运行结果,可以在GitHub下载(https://github.com/entzyeung/towardsai/tree/main/Teaching%20OpenAI's%20GPT-OSS%2020B%20Model%20Multilingual%20Reasoning%20Ability)

微调GPT-OSS,就像为AI打开了定制化大门,只需要以低成本临时在云端租用一张4090即可完成微调。

建议你也亲自试试,有问题欢迎在评论区讨论。

参考资料:
https://entzyeung.medium.com/0835ba121ee7?source=friends_link&sk=ca02110337755c9c27c11049f466f891

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