# Quanto

> [!WARNING]
> Бэкенд Quanto устарел и будет удалён в версии 1.0.0. Рекомендуется перейти на один из других поддерживаемых [бэкендов квантования](./overview), например [bitsandbytes](./bitsandbytes) или [torchao](./torchao).

[Quanto](https://github.com/huggingface/optimum-quanto) — это бэкенд квантования для PyTorch в [Optimum](https://huggingface.co/docs/optimum/en/index). Он создан с упором на универсальность и простоту:

- Все функции доступны в режиме eager (работает с моделями, которые нельзя проследить)
- Поддерживает обучение с учётом квантования
- Квантованные модели совместимы с `torch.compile`
- Квантованные модели не зависят от устройства (например, CUDA, XPU, MPS, CPU)

Чтобы использовать бэкенд Quanto, сначала необходимо установить `optimum-quanto>=0.2.6` и `accelerate`

```shell
pip install optimum-quanto accelerate
```

Теперь вы можете квантовать модель, передав объект `QuantoConfig` в метод `from_pretrained()`. Хотя библиотека Quanto позволяет квантовать модули `nn.Conv2d` и `nn.LayerNorm`, в настоящее время Diffusers поддерживает квантование только весов в слоях `nn.Linear` модели. Приведённый ниже фрагмент кода демонстрирует, как применить квантование `float8` с помощью Quanto.

```python
import torch
from diffusers import FluxTransformer2DModel, QuantoConfig

model_id = "black-forest-labs/FLUX.1-dev"
quantization_config = QuantoConfig(weights_dtype="float8")
transformer = FluxTransformer2DModel.from_pretrained(
      model_id,
      subfolder="transformer",
      quantization_config=quantization_config,
      dtype=torch.bfloat16,
)

pipe = FluxPipeline.from_pretrained(model_id, transformer=transformer, dtype=dtype)
pipe.to("cuda")  # or "mps", "xpu", "cpu"

prompt = "A cat holding a sign that says hello world"
image = pipe(
    prompt, num_inference_steps=50, guidance_scale=4.5, max_sequence_length=512
).images[0]
image.save("output.png")
```

## Пропуск квантования для конкретных модулей

С помощью аргумента `modules_to_not_convert` в `QuantoConfig` можно пропустить применение квантования для определённых модулей. Убедитесь, что модули, переданные в этот аргумент, соответствуют ключам модулей в `state_dict`.

```python
import torch
from diffusers import FluxTransformer2DModel, QuantoConfig

model_id = "black-forest-labs/FLUX.1-dev"
quantization_config = QuantoConfig(weights_dtype="float8", modules_to_not_convert=["proj_out"])
transformer = FluxTransformer2DModel.from_pretrained(
      model_id,
      subfolder="transformer",
      quantization_config=quantization_config,
      dtype=torch.bfloat16,
)
```

## Использование `from_single_file` с бэкендом Quanto

`QuantoConfig` совместим с `~FromOriginalModelMixin.from_single_file`.

```python
import torch
from diffusers import FluxTransformer2DModel, QuantoConfig

ckpt_path = "https://huggingface.co/black-forest-labs/FLUX.1-dev/blob/main/flux1-dev.safetensors"
quantization_config = QuantoConfig(weights_dtype="float8")
transformer = FluxTransformer2DModel.from_single_file(ckpt_path, quantization_config=quantization_config, dtype=torch.bfloat16)
```

## Сохранение квантованных моделей

Diffusers поддерживает сериализацию моделей Quanto с помощью метода `~ModelMixin.save_pretrained`.

Требования к сериализации и загрузке различаются для моделей, квантованных непосредственно с помощью библиотеки Quanto, и моделей, квантованных в Diffusers с использованием Quanto в качестве бэкенда. В настоящее время невозможно загрузить модели, квантованные непосредственно с помощью Quanto, в Diffusers с использованием `~ModelMixin.from_pretrained`

```python
import torch
from diffusers import FluxTransformer2DModel, QuantoConfig

model_id = "black-forest-labs/FLUX.1-dev"
quantization_config = QuantoConfig(weights_dtype="float8")
transformer = FluxTransformer2DModel.from_pretrained(
      model_id,
      subfolder="transformer",
      quantization_config=quantization_config,
      dtype=torch.bfloat16,
)
# save quantized model to reuse
transformer.save_pretrained("<your quantized model save path>")

# you can reload your quantized model with
model = FluxTransformer2DModel.from_pretrained("<your quantized model save path>")
```

## Использование `torch.compile` с Quanto

В настоящее время бэкенд Quanto поддерживает `torch.compile` для следующих типов квантования:

- `int8`-веса

```python
import torch
from diffusers import FluxPipeline, FluxTransformer2DModel, QuantoConfig

model_id = "black-forest-labs/FLUX.1-dev"
quantization_config = QuantoConfig(weights_dtype="int8")
transformer = FluxTransformer2DModel.from_pretrained(
    model_id,
    subfolder="transformer",
    quantization_config=quantization_config,
    dtype=torch.bfloat16,
)
transformer = torch.compile(transformer, mode="max-autotune", fullgraph=True)

pipe = FluxPipeline.from_pretrained(
    model_id, transformer=transformer, dtype=dtype
)
pipe.to("cuda")  # or "mps", "xpu", "cpu"
images = pipe("A cat holding a sign that says hello").images[0]
images.save("flux-quanto-compile.png")
```

## Поддерживаемые типы квантования

### Веса

- float8
- int8
- int4
- int2