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大模型剪枝（Pruning）、量化（Quantization）、知识蒸馏（Knowledge Distillation）是三种主流的模型压缩与优化技术。
- 剪枝：去掉冗余参数，减小模型大小和计算量
- 量化：降低模型参数精度，降低存储成本和计算成本
- 知识蒸馏：知识迁移，小模型学习大模型的知识
一、区别
| 维度 | 剪枝（Pruning） | 量化（Quantization） | 蒸馏（Distillation） |
|---|---|---|---|
| 核心目标 | 减少模型参数量和计算量 | 降低模型存储和计算精度 | 让小模型模仿大模型的性能 |
| 操作对象 | 移除冗余参数（权重、神经元、层） | 转换数值精度（如32位浮点→8位整数） | 迁移知识（从教师模型到学生模型） |
| 主要优势 | 降低计算延迟，减少内存占用 | 减少存储体积，加速低精度硬件计算 | 小模型接近大模型效果，提升泛化能力 |
| 典型方法 | - 结构化剪枝（移除整层/通道） - 非结构化剪枝（移除单个权重） | - 训练后量化（Post-Training） - 量化感知训练（QAT） | - 软标签蒸馏（概率分布） - 特征图蒸馏（中间层知识） |
| 对精度影响 | 可能显著下降（需微调恢复） | 通常轻微下降（量化感知训练可缓解） | 学生模型精度可能接近或超越直接训练 |
| 硬件友好性 | 结构化剪枝 > 非结构化剪枝 | 高度依赖硬件支持（如GPU/TPU的int8） | 通用性强，不依赖特定硬件 |
| 适用阶段 | 训练后或训练中（逐步剪枝） | 训练后或训练中（量化感知训练） | 训练阶段（需教师模型指导） |
二、联系
2.1、目标一致：模型轻量化
三者最终目标都是让模型更小、更快、更高效，适用于资源受限的场景（如移动端、嵌入式设备）。三者可独立使用，但组合后能实现模型体积、速度、精度的平衡。
2.2、互补性：组合使用效果更佳
-
剪枝 + 量化：
剪枝减少参数数量，量化降低参数精度，组合后模型体积可压缩数十倍。
示例：BERT模型剪枝50%参数后量化至8位，体积从400MB→50MB。 -
蒸馏 + 剪枝/量化：
先通过蒸馏训练小模型，再对蒸馏后的模型剪枝或量化，进一步压缩。
示例：教师模型（ResNet-50）→ 学生模型（ResNet-18）→ 剪枝后体积再减少30%。 -
量化感知蒸馏：
在蒸馏过程中模拟量化效果，让学生模型直接适应低精度计算。
示例：手机端实时检测模型，同时压缩精度和体积。
三、典型应用场景对比
| 技术 | 适用场景 | 案例 |
|---|---|---|
| 剪枝 | 计算资源严格受限（如无人机、低端手机） | 移除YOLOv5中50%的冗余通道，提升推理速度 |
| 量化 | 存储敏感或专用硬件部署（如MCU、边缘AI芯片） | 将人脸识别模型转为int8，适配摄像头NPU |
| 蒸馏 | 需要轻量模型但要求高精度（如智能手表健康监测） | 用BERT蒸馏出TinyBERT，体积缩小7倍 |
| 三者结合 | 极端资源限制下保持可用性能（如森林火灾传感器） | 蒸馏→剪枝→量化，模型体积从100MB→1MB |