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Gemma 3 モデルカード

モデルページ: Gemma

[!Note] このリポジトリは、Quantization Aware Training (QAT)を使用したGemma 3モデルの4B instruction-tunedバージョンに対応しています。

このリポジトリのチェックポイントは量子化されていません。お気に入りのツールでQ4_0で量子化してください

QATのおかげで、モデルはbfloat16と同様の品質を維持しながら、モデルをロードするためのメモリ要件を大幅に削減できます。

リソースと技術文書:

• Gemma 3 技術レポート
• 責任ある生成AIツールキット
• KaggleのGemma
• Vertex Model GardenのGemma

利用規約: 規約

著者: Google DeepMind

モデル情報

入力と出力の概要説明と簡単な定義。

説明

Gemmaは、Googleが作成した軽量で最先端のオープンモデルのファミリーで、Geminiモデルの作成に使用されたのと同じ研究と技術から構築されています。 Gemma 3モデルはマルチモーダルで、テキストと画像の入力を処理し、テキスト出力を生成します。事前学習済みバリアントとinstruction-tunedバリアントの両方のオープンウェイトを提供します。Gemma 3は、128Kの大きなコンテキストウィンドウ、140以上の言語での多言語サポート、および以前のバージョンよりも多くのサイズで利用可能です。Gemma 3モデルは、質問応答、要約、推論など、さまざまなテキスト生成および画像理解タスクに適しています。比較的小さいサイズのため、ラップトップ、デスクトップ、または独自のクラウドインフラストラクチャなど、リソースが限られた環境に展開することが可能で、最先端のAIモデルへのアクセスを民主化し、すべての人のためのイノベーションを促進します。

入力と出力

• 入力:

  • 質問、プロンプト、または要約するドキュメントなどのテキスト文字列
  • 896 x 896解像度に正規化され、それぞれ256トークンにエンコードされた画像
  • 4B、12B、および27Bサイズでは128Kトークンの総入力コンテキスト、1Bサイズでは32Kトークン

• 出力:

  • 入力に対する応答として生成されたテキスト。質問への回答、画像コンテンツの分析、またはドキュメントの要約など
  • 8192トークンの総出力コンテキスト

引用

@article{gemma_2025,
    title={Gemma 3},
    url={https://goo.gle/Gemma3Report},
    publisher={Kaggle},
    author={Gemma Team},
    year={2025}
}

モデルデータ

モデルトレーニングに使用されたデータとデータの処理方法。

トレーニングデータセット

これらのモデルは、さまざまなソースを含むテキストデータのデータセットでトレーニングされました。27Bモデルは14兆トークン、12Bモデルは12兆トークン、4Bモデルは4兆トークン、1Bモデルは2兆トークンでトレーニングされました。主なコンポーネントは次のとおりです：

• ウェブドキュメント：多様なウェブテキストのコレクションにより、モデルは幅広い言語スタイル、トピック、語彙にさらされます。トレーニングデータセットには140以上の言語のコンテンツが含まれています。
• コード：モデルをコードにさらすことで、プログラミング言語の構文とパターンを学習し、コード生成とコード関連の質問の理解能力が向上します。
• 数学：数学的なテキストでトレーニングすることで、モデルは論理的推論、記号的表現、および数学的クエリに対処する方法を学びます。
• 画像：幅広い画像により、モデルは画像分析と視覚データ抽出タスクを実行できます。

これらの多様なデータソースの組み合わせは、さまざまなタスクとデータ形式を処理できる強力なマルチモーダルモデルをトレーニングするために重要です。

データ前処理

トレーニングデータに適用された主なデータクリーニングとフィルタリング方法は次のとおりです：

• CSAMフィルタリング：有害で違法なコンテンツを除外するために、データ準備プロセスの複数の段階で厳格なCSAM（児童性的虐待素材）フィルタリングが適用されました。
• 機密データフィルタリング：Gemma事前学習モデルを安全で信頼性の高いものにするために、トレーニングセットから特定の個人情報やその他の機密データをフィルタリングする自動技術が使用されました。
• その他の方法：ポリシーに沿ったコンテンツの品質と安全性に基づくフィルタリング。

実装情報

モデルの内部に関する詳細。

ハードウェア

GemmaはTensor Processing Unit (TPU)ハードウェア（TPUv4p、TPUv5p、TPUv5e）を使用してトレーニングされました。視覚言語モデル（VLM）のトレーニングには、かなりの計算能力が必要です。機械学習で一般的な行列演算に特化して設計されたTPUは、この領域でいくつかの利点を提供します：

• パフォーマンス：TPUは、VLMのトレーニングに関わる大規模な計算を処理するように特別に設計されています。CPUと比較してトレーニングを大幅に高速化できます。
• メモリ：TPUには多くの場合、大量の高帯域幅メモリが搭載されており、トレーニング中に大規模なモデルとバッチサイズを処理できます。これにより、モデルの品質が向上します。
• スケーラビリティ：TPU Pod（TPUの大規模クラスタ）は、大規模な基盤モデルの複雑さの増大に対処するためのスケーラブルなソリューションを提供します。複数のTPUデバイスにトレーニングを分散させ、より高速かつ効率的な処理を実現できます。
• コスト効率：多くのシナリオで、TPUはCPUベースのインフラストラクチャと比較して、特にトレーニングの高速化により節約される時間とリソースを考慮すると、大規模なモデルのトレーニングによりコスト効率の高いソリューションを提供できます。
• これらの利点は、Googleの持続可能な運用への取り組みと一致しています。

ソフトウェア

トレーニングはJAXとML Pathwaysを使用して行われました。

JAXにより、研究者はTPUを含む最新世代のハードウェアを活用し、大規模なモデルのトレーニングをより高速かつ効率的に行うことができます。ML Pathwaysは、Googleが複数のタスクにわたって一般化できる人工知能システムを構築するための最新の取り組みです。これは、これらのような大規模言語モデルを含む基盤モデルに特に適しています。

JAXとML Pathwaysは、Geminiモデルファミリーに関する論文で説明されているように使用されます。「JaxとPathwaysの『単一コントローラ』プログラミングモデルにより、単一のPythonプロセスでトレーニング実行全体を調整でき、開発ワークフローが大幅に簡素化されます。」

評価

[!Note] このセクションの評価は、QATチェックポイントではなく、元のチェックポイントに対応しています。

モデル評価指標と結果。

ベンチマーク結果

これらのモデルは、テキスト生成のさまざまな側面をカバーするために、さまざまなデータセットと指標に対して評価されました：

推論と事実性

STEMとコード

多言語

マルチモーダル

倫理と安全性

倫理と安全性の評価アプローチと結果。

評価アプローチ

私たちの評価方法には、構造化された評価と関連するコンテンツポリシーの内部レッドチーミングテストが含まれます。レッドチーミングは、異なる目標と人間の評価指標を持つさまざまなチームによって実施されました。これらのモデルは、倫理と安全性に関連する多くの異なるカテゴリに対して評価されました：

• 児童の安全: 児童の安全ポリシーをカバーするテキストからテキストおよび画像からテキストへのプロンプトの評価。児童性的虐待や搾取を含みます。
• コンテンツの安全性: ハラスメント、暴力とゴア、ヘイトスピーチなどを含む安全性ポリシーをカバーするテキストからテキストおよび画像からテキストへのプロンプトの評価。
• 表現的害: バイアス、ステレオタイプ、有害な関連付けや不正確さを含む安全性ポリシーをカバーするテキストからテキストおよび画像からテキストへのプロンプトの評価。

開発レベルの評価に加えて、責任あるガバナンスの意思決定に関する「保証評価」を実施しています。これらはモデル開発チームとは別に行われ、リリースに関する意思決定を通知します。高レベルの調査結果はモデルチームにフィードバックされますが、プロンプトセットは保持され、過剰適合を防ぎ、意思決定を通知する結果の能力を維持します。保証評価の結果は、リリースレビューの一環として責任と安全評議会に報告されます。

評価結果

安全性テストのすべての領域で、以前のGemmaモデルと比較して、児童の安全、コンテンツの安全、および表現的害のカテゴリで大幅な改善が見られました。すべてのテストは、モデルの能力と動作を評価するために安全性フィルタなしで実施されました。テキストからテキストおよび画像からテキストの両方で、すべてのモデルサイズにおいて、モデルは最小限のポリシー違反を生成し、根拠のない推論に関して以前のGemmaモデルのパフォーマンスと比較して大幅な改善を示しました。私たちの評価の制限は、英語のプロンプトのみが含まれていたことです。

使用と制限

これらのモデルには、ユーザーが認識すべき特定の制限があります。

意図された使用

オープンな視覚言語モデル（VLM）は、さまざまな業界やドメインで幅広い用途があります。以下の潜在的な使用例のリストは包括的ではありません。このリストの目的は、モデル作成者がモデルのトレーニングと開発の一部として考慮した可能な使用例に関する文脈情報を提供することです。

• コンテンツ作成とコミュニケーション
  • テキスト生成：これらのモデルは、詩、スクリプト、コード、マーケティングコピー、メールの下書きなどの創造的なテキスト形式を生成するために使用できます。
  • チャットボットと会話型AI：カスタマーサービス、仮想アシスタント、またはインタラクティブアプリケーションのための会話型インターフェースを強化します。
  • テキスト要約：テキストコーパス、研究論文、またはレポートの簡潔な要約を生成します。
  • 画像データ抽出：これらのモデルは、テキスト通信のための視覚データを抽出、解釈、および要約するために使用できます。
• 研究と教育
  • 自然言語処理（NLP）とVLM研究：これらのモデルは、研究者がVLMおよびNLP技術を実験し、アルゴリズムを開発し、分野の進歩に貢献するための基盤として機能します。
  • 言語学習ツール：文法修正やライティング練習を支援するインタラクティブな言語学習体験をサポートします。
  • 知識探索：研究者が特定のトピックに関する要約を生成したり、質問に答えたりすることで、大規模なテキストを探索するのを支援します。

制限

• トレーニングデータ
  • トレーニングデータの品質と多様性は、モデルの能力に大きな影響を与えます。トレーニングデータのバイアスやギャップは、モデルの応答に制限をもたらす可能性があります。
  • トレーニングデータセットの範囲は、モデルが効果的に処理できる主題領域を決定します。
• コンテキストとタスクの複雑さ
  • モデルは、明確なプロンプトと指示でフレーム化できるタスクの方が優れています。オープンエンドまたは非常に複雑なタスクは難しいかもしれません。
  • モデルのパフォーマンスは、提供されるコンテキストの量（ある程度まで長いコンテキストは一般的により良い出力につながる）に影響を受ける可能性があります。
• 言語の曖昧さとニュアンス
  • 自然言語は本質的に複雑です。モデルは、微妙なニュアンス、皮肉、または比喩的な言語を理解するのに苦労するかもしれません。
• 事実の正確性
  • モデルは、トレーニングデータセットから学んだ情報に基づいて応答を生成しますが、知識ベースではありません。不正確または時代遅れの事実を生成する可能性があります。
• 常識
  • モデルは言語の統計的パターンに依存しています。特定の状況では常識的な推論を適用できない可能性があります。

倫理的考慮事項とリスク

視覚言語モデル（VLM）の開発は、いくつかの倫理的懸念を引き起こします。オープンモデルを作成する際、私たちは以下の点を慎重に考慮しました：

• バイアスと公平性
  • 大規模な実世界のテキストと画像データでトレーニングされたVLMは、トレーニング素材に埋め込まれた社会文化的バイアスを反映する可能性があります。これらのモデルは、このカードで説明されている入力データの前処理と事後評価を慎重に精査しました。
• 誤情報と悪用
  • VLMは、虚偽、誤解を招く、または有害なテキストを生成するために悪用される可能性があります。
  • 責任ある使用のためのガイドラインは、責任ある生成AIツールキットで提供されています。
• 透明性と説明責任：
  • このモデルカードは、モデルのアーキテクチャ、能力、制限、および評価プロセスに関する詳細を要約しています。
  • 責任を持って開発されたオープンモデルは、AIエコシステム全体の開発者や研究者にVLM技術へのアクセスを提供することで、イノベーションを共有する機会を提供します。

特定されたリスクと緩和策：

• バイアスの永続化: 継続的な監視（評価指標、人間のレビューを使用）と、モデルのトレーニング、ファインチューニング、その他の使用例におけるバイアス除去技術の探求が推奨されます。
• 有害なコンテンツの生成: コンテンツの安全性のためのメカニズムとガイドラインが不可欠です。開発者は、特定の製品ポリシーとアプリケーションの使用例に基づいて、適切なコンテンツ安全対策を実施するよう注意を払うことが推奨されます。
• 悪意のある目的での悪用: 技術的な制限と開発者およびエンドユーザー教育は、VLMの悪意のあるアプリケーションに対抗するのに役立ちます。教育リソースとユーザーが悪用を報告するための報告メカニズムが提供されます。Gemmaモデルの禁止された使用は、Gemma禁止使用ポリシーで概説されています。
• プライバシー侵害: モデルは、特定の個人情報やその他の機密データを削除するためにフィルタリングされたデータでトレーニングされました。開発者は、プライバシー保護技術を使用してプライバシー規制に準拠することが推奨されます。

利点

リリース時点で、このモデルファミリーは、同サイズのモデルと比較して責任あるAI開発のために最初から設計された高性能なオープン視覚言語モデルの実装を提供します。

このドキュメントで説明されているベンチマーク評価指標を使用すると、これらのモデルは、同サイズの他のオープンモデル代替品と比較して優れたパフォーマンスを提供することが示されています。