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Unify Efficient Fine-tuning of RAG Retrieval, including Embedding, ColBERT,Cross Encoder

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RAG-Retrieval

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RAG-Retrieval 提供了全链路的RAG检索微调(train)和推理(infer)代码。对于微调,支持微调任意开源的RAG检索模型,包括向量(embedding、图a)、迟交互式模型(colbert、图d)、交互式模型(cross encoder、图c)。对于推理,RAG-Retrieval专注于排序(reranker),开发了一个轻量级的python库rag-retrieval,提供统一的方式调用任意不同的RAG排序模型。

ColBERT

最新更新

使用统一的方式推理不同的RAG Reranker模型

为什么要做Reranker模型的推理,甚至开发一个包?

排序模型是任何检索架构的重要组成部分,也是 RAG 的重要组成部分,但目前的现状是:

  • 开源的排序模型很多,在A场景表现好的模型,在B场景不一定表现好,很难知道该使用哪一个。
  • 另外,新的排序模型不断的出现,如今年3月份BGE才发布的LLM Reranker,使用decoder-only的大模型来对段落重排序,非常有前景。
  • 所有不同的排序模型,都倾向于自己开发一套库来进行排序,这导致了更高的壁垒,新用户需要熟悉每一种排序模型的输入和输出,以及安装各种不同的依赖。

rag-retrieval的特点

因此,RAG-Retrieval开发了一个轻量级的python库rag-retrieval,提供统一的方式调用任意不同的RAG排序模型,其有以下的特点。

  • 支持多种排序模型:支持常见的开源排序模型(Cross Encoder Reranker,Decoder-Only 的LLM Reranker)

  • 长doc友好:支持两种不同的对于长doc的处理逻辑(最大长度截断,切分取最大分值)。

  • 益于扩展:如果有新的排序模型,用户只需要继承basereranker,并且实现rank以及comput_score函数即可。

安装环境

#为了避免自动安装的torch与本地的cuda不兼容,建议进行下一步之前先手动安装本地cuda版本兼容的torch。
pip install rag-retrieval

支持的Reranker模型

Cross Encoder Reranker

对于Cross Encoder Reranker,只要其使用transformers的AutoModelForSequenceClassification,那么就可以使用rag_retrieval的Reranker来进行推理。举例如下。

  • bge系列的Cross Encoder模型,例如(BAAI/bge-reranker-base, BAAI/bge-reranker-large, BAAI/bge-reranker-v2-m3)

  • bce的Cross Encoder模型,例如(maidalun1020/bce-reranker-base_v1)

LLM Reranker

对于LLM Reranker,rag_retrieval的Reranker支持多种强大的LLM排序模型。也支持使用任意的LLM的chat模型来进行zero shot排序。举例如下。

  • bge系列的LLM Reranker模型,例如(BAAI/bge-reranker-v2-gemma, BAAI/bge-reranker-v2-minicpm-layerwise, BAAI/bge-reranker-v2-m3 )

  • 也支持使用任意LLM的chat模型来进行zero shot排序

使用

rag-retrieval包详细的使用方法和注意事项可以参考Tutorial

我们做了大量的测试与下面原有推理框架对齐,详见tests,他们需要不同的模块来执行,rag_retrieval则使用了统一的接口。

如 FlagEmbedding的 FlagReranker,FlagLLMReranker,LayerWiseFlagLLMReranker。

如 BCEmbedding 的 RerankerModel

微调全链路的RAG检索模型

安装环境

conda create -n rag-retrieval python=3.8 && conda activate rag-retrieval
#为了避免自动安装的torch与本地的cuda不兼容,建议进行下一步之前先手动安装本地cuda版本兼容的torch。
pip install -r requirements.txt 

向量(embedding)模型

  • 支持微调任意开源的embedding模型(bge,m3e等等)

  • 支持对两种数据进行微调:

    • query和正例(负例采用batch内随机负例),
    • query和正例以及难负例。(负例为对应的难负例,以及batch内随机负例)

微调embedding模型流程,详细的流程可参考模型目录下的Tutorial。

cd ./rag_retrieval/train/embedding
bash train_embedding.sh

迟交互式(colbert)模型

  • 支持微调开源的bge-m3e模型中的colbert。
  • 支持query和正例以及难负例。(负例为对应的难负例,以及batch内随机负例)

微调colbert模型流程,详细的流程可参考模型目录下的Tutorial。

cd ./rag_retrieval/train/colbert
bash train_colbert.sh

排序(reranker,cross encoder)模型

  • 支持微调任意开源的reranker模型(例如,bge-rerank、bce-rerank等)
  • 支持两种数据进行微调:
    • query和doc的相关性为二分类(1代表相关、0代表不相关)
    • query和doc的相关性为四分类。(3,2,1,0,相关性依次降低。)

微调reranker模型流程,详细的流程可参考模型目录下的Tutorial。

cd ./rag_retrieval/train/reranker
bash train_reranker.sh

实验结果

reranker模型在 MTEB Reranking 任务的结果

Model Model Size(GB) T2Reranking MMarcoReranking CMedQAv1 CMedQAv2 Avg
bge-reranker-base 1.11 67.28 35.46 81.27 84.10 67.03
bce-reranker-base_v1 1.11 70.25 34.13 79.64 81.31 66.33
rag-retrieval-reranker 0.41 67.33 31.57 83.54 86.03 67.12

其中,rag-retrieval-reranker是我们使用RAG-Retrieval代码在hfl/chinese-roberta-wwm-ext模型上训练所得,训练数据使用bge-rerank模型的训练数据.

colbert模型在 MTEB Reranking 任务的结果

Model Model Size(GB) Dim T2Reranking MMarcoReranking CMedQAv1 CMedQAv2 Avg
bge-m3-colbert 2.24 1024 66.82 26.71 75.88 76.83 61.56
rag-retrieval-colbert 0.41 1024 66.85 31.46 81.05 84.22 65.90

其中,rag-retrieval-colbert是我们使用RAG-Retrieval代码在hfl/chinese-roberta-wwm-ext模型上训练所得,训练数据使用bge-rerank模型的训练数据.

用领域内数据微调开源的BGE系列模型

Model T2ranking
bge-v1.5-embedding 66.49
bge-v1.5-embedding finetune 67.15 +0.66
bge-m3-colbert 66.82
bge-m3-colbert finetune 67.22 +0.40
bge-reranker-base 67.28
bge-reranker-base finetune 67.57 +0.29

后面带有finetune的代表我们使用RAG-Retrieval在对应开源模型的基础上继续微调所得,训练数据使用T2-Reranking的训练集。

值得注意的是bge的三种开源模型,训练集中已经包含了T2-Reranking,并且该数据较为通用,因此使用该数据继续微调的性能提升效果不大,但是如果使用垂直领域的数据集继续微调开源模型,性能提升会更大。

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RAG-Retrieval is licensed under the MIT License.

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