Achieving reliable 4-bit attention is a prerequisite for end-to-end FP4 computation on emerging FP4-capable GPUs, yet attention remains the main obstacle due to FP4's tiny dynamic range and attention's heavy-tailed activations. This paper presents the first systematic study of 4-bit quantization-aware training (QAT) for attention. We find ``drop-in'' QAT -- naively combining an FP4 forward pass with high-precision Flash Attention (FA)-style backward pass -- leads to training instability. We identify two key principles for stable FP4 attention: (1) matching low-precision recomputation of attention scores in the backward pass and (2) resolving implicit precision assumptions in FA's gradient calculation. Based on these insights, we propose Attn-QAT and implement fused Triton kernels for training and FP4 inference kernels. Across diffusion and language models, Attn-QAT recovers the quality drop from FP4 attention without explicit outlier-mitigation heuristics used in prior FP4 attention, and delivers up to a 1.5x speedup on an RTX 5090 over SageAttention3 and up to a 1.74x speedup over FA4 on a GB300. Video demos can be found at https://drive.google.com/drive/folders/190F6xbBDUF2kGQYIcXBt3ehSYij5jlim?usp=sharing. Code can be found at https://haoailab.com/FastVideo/training/attn_qat/.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

GPT-4-Turbo专题:多模态能力提升,应用生态加速
专知会员服务
72+阅读 · 2023年11月26日
【ChatGPT系列报告】ChatGPT/GPT-4 如何赋能应用,31页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2023年4月9日
【ChatGPT系列报告】GPT-4及ChatGPT相关应用梳理,33页ppt
专知会员服务
328+阅读 · 2023年3月19日
一文读懂Attention机制
机器学习与推荐算法
63+阅读 · 2020年6月9日
赛尔笔记 | Attention!注意力机制可解释吗?
哈工大SCIR
23+阅读 · 2019年9月27日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文笔记之attention mechanism专题1:SA-Net(CVPR 2018)
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月5日
TensorFlow seq2seq中的Attention机制(续)
深度学习每日摘要
15+阅读 · 2017年11月16日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+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
0+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
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
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
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
8+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
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关资讯
一文读懂Attention机制
机器学习与推荐算法
63+阅读 · 2020年6月9日
赛尔笔记 | Attention!注意力机制可解释吗?
哈工大SCIR
23+阅读 · 2019年9月27日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
论文笔记之attention mechanism专题1:SA-Net(CVPR 2018)
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月5日
TensorFlow seq2seq中的Attention机制(续)
深度学习每日摘要
15+阅读 · 2017年11月16日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+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
0+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
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
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