Post-training quantization (PTQ) of large language models degrades sharply below 4-bit precision. We identify the root cause as residual stream distributional drift: quantization noise injected at each transformer layer accumulates in the shared residual representation, causing KL divergence from the FP16 baseline to grow super-linearly with depth (Pearson r=0.999 with log-perplexity, p<0.001, confirmed across all tested methods and bit-widths). We discover that 84% of LLaMA-3-8B layers exhibit non-Gaussian residual distributions (KS test, p<=0.05), and that per-layer residual stream variance grows 6,548x across depth. We propose RDQ (Residual Distribution Quantization), a PTQ framework whose central contribution is Cascaded Error Compensation (CEC): a sequential calibration procedure that captures the actual drifted activations each layer receives (computed by running calibration data through already-quantized upstream layers) and fits per-channel AWQ-style scales against those drifted inputs, with scales folded into preceding RMSNorm weights for exact mathematical equivalence at zero inference overhead. RDQ achieves state-of-the-art results on all three tested architectures: LLaMA-3-8B: 7.55 / 5.62 PPL (W3/W4); Qwen-2.5-7B: 7.46 / 6.38 PPL; Mistral-7B: 6.88 / 5.73 PPL. RDQ beats the best published baseline (LeanQuant/SpinQuant) at every model and bit-width combination, with gains up to -46.4% vs. RTN at W3A16 on LLaMA-3-8B. All output is standard group-128 asymmetric quantization, deployable on Qualcomm AIMET, GGUF, and any standard inference stack at zero runtime overhead.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
EMNLP 2025 | RTQA:递归思想求解复杂的时间知识图谱问答
专知会员服务
12+阅读 · 2025年11月7日
EMNLP2024|从知识图谱中习得大语言模型的规划能力
专知会员服务
31+阅读 · 2024年11月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
近期语音类前沿论文
深度学习每日摘要
14+阅读 · 2019年3月17日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
语义分割和转置卷积
AI研习社
11+阅读 · 2018年6月22日
论文浅尝 | 基于知识图谱的子图匹配回答自然语言问题
开放知识图谱
27+阅读 · 2018年5月17日
基础 | 基于注意力机制的seq2seq网络
黑龙江大学自然语言处理实验室
16+阅读 · 2018年3月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《最强大的军事网状网络》
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:29
《预测陆军征兵任务分配》110页
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:21
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
9+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
相关VIP内容
EMNLP 2025 | RTQA:递归思想求解复杂的时间知识图谱问答
专知会员服务
12+阅读 · 2025年11月7日
EMNLP2024|从知识图谱中习得大语言模型的规划能力
专知会员服务
31+阅读 · 2024年11月27日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员