MPNet with PaddleNLP

MPNet: Masked and Permuted Pre-training for Language Understanding - Microsoft Research

摘要: BERT采用掩码语言建模（MLM）进行预训练，是最成功的预训练模型之一。由于BERT忽略了预测标记之间的依赖关系，XLNet引入了置换语言建模（PLM）进行预训练来解决这个问题。然而，XLNet没有利用句子的完整位置信息，因此会受到预训练和微调之间的位置差异的影响。在本文中，我们提出了MPNet，这是一种新的预训练方法，它继承了BERT和XLNet的优点并避免了它们的局限性。MPNet通过置换语言建模（相对于BERT中的MLM）利用预测标记之间的依赖性，并以辅助位置信息作为输入，使模型能够看到完整的句子，从而减少位置差异（相对于XLNet中的PLM）。我们在大规模数据集（超过160GB的文本语料库）上预训练了MPNet模型，并对各种下游任务（GLUE、SQuAD 等）进行微调。实验结果表明，在相同的模型设置下，MPNet大大优于MLM和PLM，并且与之前最先进的预训练方法（例如 BERT、XLNet、RoBERTa）相比，在这些任务上取得了更好的结果。原始代码和预训练模型可从 https://github.com/microsoft/MPNet 下载得到。

本项目是 MPNet 在 Paddle 2.x上的开源实现。

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下游任务微调

1、GLUE

以QQP数据集为例，运行其他glue数据集，请参考train.sh文件。（超参数遵循原论文的仓库的README）

（1）模型微调：

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
cd glue
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_glue.py \
    --model_type mpnet \
    --model_name_or_path mpnet-base \
    --task_name qqp \
    --max_seq_length 128 \
    --batch_size 32 \
    --learning_rate 1e-5 \
    --scheduler_type linear \
    --weight_decay 0.1 \
    --warmup_steps 5666 \
    --max_steps 113272 \
    --logging_steps 500 \
    --save_steps 2000 \
    --seed 42 \
    --output_dir qqp/ \
    --device gpu

其中参数释义如下：

• model_type 指示了模型类型，当前支持BERT、ELECTRA、ERNIE、CONVBERT、MPNET模型。
• model_name_or_path 模型名称或者路径，其中mpnet模型当前仅支持mpnet-base几种规格。
• task_name 表示 Fine-tuning 的任务，当前支持CoLA、SST-2、MRPC、STS-B、QQP、MNLI、QNLI、RTE和WNLI。
• max_seq_length 表示最大句子长度，超过该长度将被截断。
• batch_size 表示每次迭代每张卡上的样本数目。
• learning_rate 表示基础学习率大小，将于learning rate scheduler产生的值相乘作为当前学习率。
• scheduler_type scheduler类型，可选linear和cosine。
• warmup_steps warmup步数。
• max_steps 表示最大训练步数。
• logging_steps 表示日志打印间隔。
• save_steps 表示模型保存及评估间隔。
• output_dir 表示模型保存路径。
• device 表示使用的设备类型。默认为GPU，可以配置为CPU、GPU、XPU。若希望使用多GPU训练，将其设置为GPU，同时环境变量CUDA_VISIBLE_DEVICES配置要使用的GPU id。

（2）模型预测：

cd glue
python run_predict.py --task_name qqp  --ckpt_path qqp/best-qqp_ft_model_106000.pdparams

（3）压缩template文件夹为zip文件，然后提交到GLUE排行榜：

GLUE开发集结果：

task	cola	sst-2	mrpc	sts-b	qqp	mnli	qnli	rte	avg
metric	mcc	acc	acc/f1	pearson/spearman	acc/f1	acc(m/mm)	acc	acc
Paper	65.0	95.5	91.8/空	91.1/空	91.9/空	88.5/空	93.3	85.8	87.9
Mine	64.4	95.4	90.4/93.1	91.6/91.3	91.9/89.0	87.7/88.2	93.6	86.6	87.7

GLUE测试集结果对比：

task	cola	sst-2	mrpc	sts-b	qqp	mnli-m	qnli	rte	avg
metric	mcc	acc	acc/f1	pearson/spearman	acc/f1	acc(m/mm)	acc	acc
Paper	64.0	96.0	89.1/空	90.7/空	89.9/空	88.5/空	93.1	81.0	86.5
Mine	60.5	95.9	91.6/88.9	90.8/90.3	89.7/72.5	87.6/86.6	93.3	82.4	86.5

2、SQuAD v1.1

使用Paddle提供的预训练模型运行SQuAD v1.1数据集的Fine-tuning

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
cd squad
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_squad.py \
    --model_type mpnet \
    --model_name_or_path mpnet-base \
    --max_seq_length 512 \
    --batch_size 16 \
    --learning_rate 2e-5 \
    --num_train_epochs 4 \
    --scheduler_type linear \
    --logging_steps 25 \
    --save_steps 25 \
    --warmup_proportion 0.1 \
    --weight_decay 0.1 \
    --output_dir squad1.1/ \
    --device gpu \
    --do_train \
    --seed 42 \
    --do_predict

训练过程中模型会自动对结果进行评估，其中最好的结果如下所示：

{
  "exact": 86.84957426679281,
  "f1": 92.82031917884066,
  "total": 10570,
  "HasAns_exact": 86.84957426679281,
  "HasAns_f1": 92.82031917884066,
  "HasAns_total": 10570
}

3、SQuAD v2.0

对于 SQuAD v2.0,按如下方式启动 Fine-tuning:

unset CUDA_VISIBLE_DEVICES
cd squad
python -m paddle.distributed.launch --gpus "0" run_squad.py \
    --model_type mpnet \
    --model_name_or_path mpnet-base \
    --max_seq_length 512 \
    --batch_size 16 \
    --learning_rate 2e-5 \
    --num_train_epochs 4 \
    --scheduler_type linear \
    --logging_steps 200 \
    --save_steps 200 \
    --warmup_proportion 0.1 \
    --weight_decay 0.1 \
    --output_dir squad2/ \
    --device gpu \
    --do_train \
    --seed 42 \
    --do_predict \
    --version_2_with_negative

• version_2_with_negative: 使用squad2.0数据集和评价指标的标志。

训练过程中模型会自动对结果进行评估，其中最好的结果如下所示：

{
  "exact": 82.27912069401162,
  "f1": 85.2774124891565,
  "total": 11873,
  "HasAns_exact": 80.34750337381917,
  "HasAns_f1": 86.35268530427743,
  "HasAns_total": 5928,
  "NoAns_exact": 84.20521446593776,
  "NoAns_f1": 84.20521446593776,
  "NoAns_total": 5945,
  "best_exact": 82.86869367472417,
  "best_exact_thresh": -2.450321674346924,
  "best_f1": 85.67634263296013,
  "best_f1_thresh": -2.450321674346924
}

Tips:

• 对于SQUAD任务：根据这个issues所说,论文中汇报的是best_exact和best_f1。
• 对于GLUE任务：根据这个issues所说，部分任务采用了热启动初始化的方法。

Reference

@article{song2020mpnet,
    title={MPNet: Masked and Permuted Pre-training for Language Understanding},
    author={Song, Kaitao and Tan, Xu and Qin, Tao and Lu, Jianfeng and Liu, Tie-Yan},
    journal={arXiv preprint arXiv:2004.09297},
    year={2020}
}