Why Does Running LLaMA 13B Model with llama_cpp on CPU Take Excessive Time and Produce Poor Outputs?

I’m experiencing significant performance and output quality issues when running the LLaMA 13B model using the llama_cpp library on my laptop. The same setup works efficiently with the LLaMA 7B model. Below are the details:

Environment:

Laptop Specifications:

CPU: Intel Core i7 (8 cores)
RAM: 16 GB (with ~2 GB free during inference)
GPU: None
Software:

Operating System: Windows 10
Python Version: 3.10
llama_cpp Version: 0.1.0
Model Files: llama-2-13b.Q2_K.gguf for 13B and llama-2-7b.Q2_K.gguf for 7B
Issue:

When using the following code to run the LLaMA 13B model:

python
Copy code
import psutil
import os
import warnings
from llama_cpp import Llama
import time

Suppress warnings

warnings.filterwarnings(“ignore”)

Path to the model

model_path = “C:/Llama_project/models/llama-2-13b.Q2_K.gguf”

Load the model with the adjusted n_ctx parameter (token limit)

llm = Llama(model_path=model_path, n_ctx=4096) # Set the context size to 4096 tokens

System message to set the behavior of the assistant

system_message = “You are a helpful assistant.”

Function to ask questions

def ask_question(question):
# Use user input for the question prompt
prompt = f”Answer the following question: {question}”

# Fallback to approximate token count (this can be refined if needed)
prompt_tokens = len(prompt.split())  # Basic word count as a rough token count estimate
print(f"Prompt token count: {prompt_tokens}")

# Calculate the remaining tokens for the output based on the model's 4096 token limit
max_output_tokens = 4096 - prompt_tokens
print(f"Remaining tokens for output: {max_output_tokens}")

# Monitor memory usage and CPU utilization before calling the model
process = psutil.Process(os.getpid())
mem_before = process.memory_info().rss / 1024 ** 2  # Memory in MB
cpu_before = psutil.cpu_percent(interval=1)  # Get CPU utilization before processing
print(f"Memory before: {mem_before:.2f} MB")
print(f"CPU utilization before: {cpu_before:.2f}%")

# Get the output from the model with the calculated max tokens for output
start_time = time.time()  # Track time taken to generate response
try:
    output = llm(prompt=prompt, max_tokens=max_output_tokens, temperature=0.7, top_p=1.0)
    print("Response generated successfully.")
except Exception as e:
    print(f"An error occurred during model inference: {e}")
    return ""
end_time = time.time()  # End time after processing

# Monitor memory usage and CPU utilization after calling the model
mem_after = process.memory_info().rss / 1024 ** 2  # Memory in MB
cpu_after = psutil.cpu_percent(interval=1)  # CPU utilization after processing
print(f"Memory after: {mem_after:.2f} MB")
print(f"CPU utilization after: {cpu_after:.2f}%")
print(f"Time taken for response: {end_time - start_time:.2f} seconds")

# Clean the output and return only the answer text
return output["choices"][0]["text"].strip()

Main loop for user interaction

while True:
# Take user input for the question
user_input = input(“Ask a question (or type ‘exit’ to quit): “)

if user_input.lower() == 'exit':
    print("Exiting the program.")
    break

# Get the model's response
answer = ask_question(user_input)

# Print only the answer, no extra logs or warnings
print(f"Answer: {answer}")

Observed Behavior:

With LLaMA 7B:

Response Times: Quick.
Answer Quality: Appropriate and relevant.
With LLaMA 13B:

Response Time: Approximately 3 minutes for simple prompts like “hello”.
Extended Prompts: “write a detailed essay on Allama Iqbal” takes about 25 minutes, leading me to terminate the program before completion.
Memory Usage: Before processing – ~8.4 GB; After processing – ~8.4 GB.
CPU Utilization: Before processing – ~5.8%; After processing – ~8.7%.
Output Quality: Responses are slow and often inappropriate or low-quality.
Additional Details:

RAM Usage: I have 16 GB of RAM installed, with about 8 GB free before running the model and approximately 2 GB free during inference. There doesn’t seem to be a RAM bottleneck.
GPU: My laptop does not have a GPU, which I suspect might be contributing to the slow performance with the larger model.
Model Quantization: Using Q2_K quantization for both 7B and 13B models.
Attempts to Resolve:

Reduced desired_word_count: Tried lowering the word count to see if it affects performance.
Optimized Parameters: Adjusted parameters like temperature and top_p for better responses.
Library Updates: Ensured that llama_cpp is up-to-date.
System Monitoring: Checked RAM and CPU usage during model inference.
Tried Different Prompts: Simple prompts are slow but manageable; complex prompts are excessively slow and incomplete.
Questions:

Performance Optimization: What can I do to optimize the performance of the LLaMA 13B model on a CPU-only system with 16 GB RAM?
Inappropriate Responses: Why are the responses with the 13B model inappropriate despite longer processing times?
Quantization Issues: Could the Q2_K quantization be causing compatibility or performance issues with the llama_cpp library?
What I’ve Tried So Far:

Running the same script with the LLaMA 7B model works efficiently.
Lowering the max_output_tokens to reduce processing time.
Ensuring all libraries are updated to their latest versions.
Monitoring system resources to identify potential bottlenecks.
Attempting to use different quantization settings without success.
Additional Information:

When I use prompts like “write a detailed essay on Allama Iqbal”, it takes about 25 minutes to generate a response, leading me to stop the program before it completes because I’m unsure how much longer it will take.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật