在探索人工智能的無限可能時，大型語言模型（LLMs）無疑占據了舉足輕重的地位。它們憑借卓越的自然語言理解和生成能力，在問答、翻譯、文本創作等多個領域大放異彩。然而，隨著模型體積的不斷膨脹，對計算資源的需求也水漲船高，這在端側設備上尤為棘手，因為這些設備的計算能力往往有限。從智能家居到智能座艙，端側設備無處不在，它們對小型、高效的語言模型需求迫切。
在此背景下，小型語言模型（SLMs）的研究逐漸升溫。微軟作為行業巨頭，憑借其深厚的研發實力，推出了Phi系列小模型，為資源受限的端側環境提供了切實可行的解決方案。這一系列模型以較小的體積和較低的計算需求，實現了令人矚目的語言理解和生成能力。
Phi-1作為系列的開山之作，基于Transformer架構，擁有1.3億參數。盡管規模不大，但在Python編程任務上，Phi-1的表現卻令人眼前一亮，尤其在Humaneval和MBPP基準測試中，其性能接近甚至超越了某些大型模型。這一成就為小型模型的發展奠定了堅實的基礎。
Phi-1.5在Phi-1的基礎上進行了優化和擴展，同樣擁有1.3億參數，但訓練數據得到了顯著提升。通過引入涵蓋科學、日常活動和心智理論等領域的教科書內容，以及高質量互聯網數據，Phi-1.5在自然語言任務上的表現與比其大五倍的模型相當，甚至在復雜推理任務上超越了多數非前沿LLMs。
Phi-2則進一步提升了性能，擁有2.7億參數。通過創新的知識轉移技術，Phi-2在Phi-1.5的基礎上加速了訓練過程，并在基準測試中取得了顯著進步。在多個復雜基準測試中，Phi-2能夠匹配或超越比其規模大25倍的模型。Phi-2還在安全性和偏見方面進行了改進，減少了生成有害內容的可能性。
Phi-3系列則推出了三個不同量級的小模型：Phi-3 mini、Phi-3 small和Phi-3 medium。其中，Phi-3-mini擁有3.8B參數，性能接近或等同于市場上的大型模型。在MMLU和MT-bench等學術基準測試中表現出色。量化后的Phi-3-mini可在iPhone 14上實現快速推理，同時也可部署在Android或HarmonyOS操作系統的手機上。
Phi-3系列還包含了一個多模態模型——Phi-3-vision，融合了視覺和語言功能。它能夠結合文本和圖像進行推理，從圖像中提取和推理文本，優化對圖表和圖像的理解。在小型模型中提供了出色的語言和圖像推理質量。在PC的CPU上部署Phi-3-vision，通過量化技術減少模型大小，實現了高效的多模態問答。
最新一代的Phi-3.5系列小模型則進一步提升了性能和靈活性。該系列包括Phi-3.5-mini、Phi-3.5-MoE和Phi-3.5-vision三個模型，分別針對輕量級推理、混合專家系統和多模態任務設計。Phi-3.5系列支持多種語言，并采用了組查詢注意力機制和塊稀疏注意力模塊，以提高訓練和推理速度。
Phi-3.5-mini專為遵守指令而設計，支持快速推理任務，適合在內存或計算資源受限的環境中執行代碼生成、數學問題求解和基于邏輯的推理任務等。Phi-3.5-MoE則采用了混合專家架構，將多個不同類型的模型組合成一個，每個模型專門處理不同的任務，適合處理復雜的多語言和多任務場景。Phi-3.5-vision則繼續發揮其多模態優勢，在圖像和文本推理方面表現出色。
以Phi-3.5-vision為例，我們展示了其在GPU上的推理部署和測試過程。在Azure Machine Learning平臺上，我們創建了一臺A100 GPU，并安裝了必要的軟件和庫。通過運行推理模型，我們實現了與Phi-3.5-vision的交互，包括文本問答和多模態問答。在測試過程中，Phi-3.5-vision展現了出色的性能和準確性，同時保持了較低的GPU顯存占用。
