虽然 8bit 和 4bit 在内存里是“整数”,但我们用它们去代表小数,靠的是“先记录 min/max,再换算回来”

虽然 8bit 和 4bit 在内存里是“整数”,但我们用它们去代表小数,靠的是“先记录 min/max,再换算回来”。

所以它们不是纯整数意义上的“0、1、2…”,而是映射(approximate)了一堆小数,像“0.1、0.12、0.15…”


类比理解

类比:地图上坐标是整数,但可以代表现实中的具体位置(小数)

比如我们把一个地图分成 10 格(0~9):

  • 第 0 格表示 “0.0 km”

  • 第 9 格表示 “1.0 km”

  • 那么第 1、2、3… 格就代表:

    • 1 = 0.111 km
    • 2 = 0.222 km
    • 3 = 0.333 km

这些整数就是我们说的「量化值」
它们背后代表的物理意义是小数


✅ 回到模型:4bit/8bit 是怎么表示小数的?

▶️ 步骤1:确定数据范围(min 和 max)

比如一个权重张量范围在:

min = -1.0
max = +1.0

▶️ 步骤2:将这个范围切成 N 个格子

bit位 可用格子数
8bit 256 格子
4bit 16 格子

我们用整数编号(0~255)分别去代表这 256 个小数格子


数学公式解释一下

我们把小数量化成整数:

quantized = round((float_val - min) / (max - min) * (levels - 1))

反量化时再换回来:

float_val ≈ min + quantized * step
step = (max - min) / (levels - 1)

例子1:8bit(256格)

min = -1.0
max = +1.0
levels = 256
step = (1.0 - (-1.0)) / (256 - 1) = 2 / 255 ≈ 0.0078

所以:

  • 编号 0 → -1.0
  • 编号 1 → -1.0 + 0.0078 ≈ -0.992
  • 编号 128 → -1.0 + 128 * 0.0078 ≈ 0.0
  • 编号 255 → -1.0 + 255 * 0.0078 ≈ +1.0

看到没?虽然我们只存了整数 0~255,但它们可以近似表示很多很多个小数值


例子2:4bit(16格)

min = -1.0
max = +1.0
levels = 16
step = 2 / 15 ≈ 0.133
  • 编号 0 → -1.0
  • 编号 1 → -0.867
  • 编号 2 → -0.733
  • 编号 8 → 0.0
  • 编号 15 → +1.0

所以当你看到“这个 4bit 数字表示 0.12”时,意思是:

  • 它其实存的是个整数编号(比如 8)
  • 这个编号在 min/max 所决定的小数空间中对应大概 0.12 的值

❓所以你问的关键点是:

> “既然是整数,怎么能是 0.12 呢?”

✅ 回答:

是的,它在内存里是整数(比如 8bit 中的 128)
但它代表的是:你映射区间里的某个小数(比如 0.0 或 0.12),这是靠量化映射出来的。


✅ 总结:

量化就是:我们用“有限的整数编号”,去代表“无限的小数空间”中的某些值。
小数精度高,整数存储省,量化就是两者之间的桥梁。

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