Gemma 3 12b It

🚀 Gemma 3模型卡片

Gemma 3是谷歌推出的輕量級、最先進的多模態開源模型，能處理文本和圖像輸入並生成文本輸出。它具有128K的大上下文窗口，支持超140種語言，適用於多種文本生成和圖像理解任務。

🚀 快速開始

要快速開始運行Gemma 3模型，首先需要安裝transformers庫。Gemma 3從transformers 4.50.0版本開始支持。

$ pip install -U transformers

然後，根據你的使用場景複製相應的代碼片段。

基礎用法

使用pipeline API進行推理：

from transformers import pipeline
import torch

pipe = pipeline(
    "image-text-to-text",
    model="google/gemma-3-12b-it",
    device="cuda",
    torch_dtype=torch.bfloat16
)

對於經過指令調優的模型，需要先使用聊天模板處理輸入，然後再傳遞給管道：

messages = [
    {
        "role": "system",
        "content": [{"type": "text", "text": "You are a helpful assistant."}]
    },
    {
        "role": "user",
        "content": [
            {"type": "image", "url": "https://huggingface.co/datasets/huggingface/documentation-images/resolve/main/p-blog/candy.JPG"},
            {"type": "text", "text": "What animal is on the candy?"}
        ]
    }
]

output = pipe(text=messages, max_new_tokens=200)
print(output[0]["generated_text"][-1]["content"])
# Okay, let's take a look! 
# Based on the image, the animal on the candy is a **turtle**. 
# You can see the shell shape and the head and legs.

高級用法

在單個或多個GPU上運行模型：

# pip install accelerate

from transformers import AutoProcessor, Gemma3ForConditionalGeneration
from PIL import Image
import requests
import torch

model_id = "google/gemma-3-12b-it"

model = Gemma3ForConditionalGeneration.from_pretrained(
    model_id, device_map="auto"
).eval()

processor = AutoProcessor.from_pretrained(model_id)

messages = [
    {
        "role": "system",
        "content": [{"type": "text", "text": "You are a helpful assistant."}]
    },
    {
        "role": "user",
        "content": [
            {"type": "image", "image": "https://huggingface.co/datasets/huggingface/documentation-images/resolve/main/bee.jpg"},
            {"type": "text", "text": "Describe this image in detail."}
        ]
    }
]

inputs = processor.apply_chat_template(
    messages, add_generation_prompt=True, tokenize=True,
    return_dict=True, return_tensors="pt"
).to(model.device, dtype=torch.bfloat16)

input_len = inputs["input_ids"].shape[-1]

with torch.inference_mode():
    generation = model.generate(**inputs, max_new_tokens=100, do_sample=False)
    generation = generation[0][input_len:]

decoded = processor.decode(generation, skip_special_tokens=True)
print(decoded)

# **Overall Impression:** The image is a close-up shot of a vibrant garden scene, 
# focusing on a cluster of pink cosmos flowers and a busy bumblebee. 
# It has a slightly soft, natural feel, likely captured in daylight.

✨ 主要特性

• 多模態處理：能夠處理文本和圖像輸入，並生成文本輸出。
• 大上下文窗口：擁有128K的大上下文窗口，支持處理長文本。
• 多語言支持：支持超過140種語言，適用於全球用戶。
• 輕量級設計：相對較小的模型尺寸，可在資源有限的環境中部署。
• 高性能表現：在多種基準測試中表現出色，優於同類型的開源模型。

📦 安裝指南

要使用Gemma 3模型，需要安裝transformers庫。確保你的transformers版本為4.50.0或更高。

$ pip install -U transformers

📚 詳細文檔

模型信息

描述

Gemma是谷歌推出的一系列輕量級、最先進的開源模型，基於與Gemini模型相同的研究和技術構建。Gemma 3模型是多模態的，能夠處理文本和圖像輸入，並生成文本輸出。預訓練和指令調優變體的權重均為開源。Gemma 3具有128K的大上下文窗口，支持超過140種語言，並且比之前的版本有更多的尺寸可供選擇。該模型適用於各種文本生成和圖像理解任務，包括問答、摘要和推理。其相對較小的尺寸使其能夠在資源有限的環境中部署，如筆記本電腦、臺式機或自己的雲基礎設施，從而使更多人能夠使用最先進的AI模型，促進創新。

輸入和輸出

• 輸入：
  • 文本字符串，如問題、提示或待摘要的文檔。
  • 圖像，歸一化為896 x 896分辨率，並編碼為每個256個令牌。
  • 4B、12B和27B尺寸的總輸入上下文為128K令牌，1B尺寸為32K令牌。
• 輸出：
  • 針對輸入生成的文本，如問題的答案、圖像內容的分析或文檔的摘要。
  • 總輸出上下文為8192個令牌。

模型數據

訓練數據集

這些模型在包含多種來源的文本數據集上進行訓練。27B模型使用14萬億個令牌進行訓練，12B模型使用12萬億個令牌，4B模型使用4萬億個令牌，1B模型使用2萬億個令牌。主要組成部分如下：

• 網絡文檔：多樣化的網絡文本集合，確保模型接觸到廣泛的語言風格、主題和詞彙。訓練數據集包含超過140種語言的內容。
• 代碼：讓模型接觸代碼有助於學習編程語言的語法和模式，提高生成代碼和理解代碼相關問題的能力。
• 數學：在數學文本上進行訓練有助於模型學習邏輯推理、符號表示和解決數學查詢。
• 圖像：廣泛的圖像使模型能夠執行圖像分析和視覺數據提取任務。

這些多樣化數據源的組合對於訓練一個強大的多模態模型至關重要，該模型能夠處理各種不同的任務和數據格式。

數據預處理

以下是應用於訓練數據的關鍵數據清理和過濾方法：

• CSAM過濾：在數據準備過程的多個階段應用嚴格的CSAM（兒童性虐待材料）過濾，以確保排除有害和非法內容。
• 敏感數據過濾：作為使Gemma預訓練模型安全可靠的一部分，使用自動化技術從訓練集中過濾出某些個人信息和其他敏感數據。
• 其他方法：根據內容質量和安全性進行過濾，符合我們的政策。

實現信息

硬件

Gemma使用張量處理單元（TPU）硬件（TPUv4p、TPUv5p和TPUv5e）進行訓練。訓練視覺語言模型（VLM）需要大量的計算能力。TPU專門為機器學習中常見的矩陣運算而設計，在這個領域具有以下優勢：

• 性能：TPU專門用於處理訓練VLM所需的大量計算，與CPU相比可以顯著加速訓練。
• 內存：TPU通常配備大量的高帶寬內存，允許在訓練過程中處理大型模型和批量大小，從而提高模型質量。
• 可擴展性：TPU Pod（大型TPU集群）為處理大型基礎模型的不斷增長的複雜性提供了可擴展的解決方案。可以在多個TPU設備上分佈訓練，以實現更快、更高效的處理。
• 成本效益：在許多情況下，與基於CPU的基礎設施相比，TPU可以為訓練大型模型提供更具成本效益的解決方案，特別是考慮到由於更快的訓練節省的時間和資源。
• 這些優勢符合谷歌對可持續運營的承諾。

軟件

訓練使用JAX和ML Pathways進行。

JAX允許研究人員利用最新一代的硬件，包括TPU，以更快、更高效地訓練大型模型。ML Pathways是谷歌最新的努力，旨在構建能夠跨多個任務進行泛化的人工智能系統。這特別適用於基礎模型，包括像這樣的大型語言模型。

JAX和ML Pathways的結合使用在關於Gemini模型家族的論文中有描述：“Jax和Pathways的‘單控制器’編程模型允許單個Python進程編排整個訓練運行，大大簡化了開發工作流程。”

評估

基準測試結果

這些模型針對大量不同的數據集和指標進行評估，以涵蓋文本生成的不同方面：

推理和事實性

基準測試	指標	Gemma 3 PT 1B	Gemma 3 PT 4B	Gemma 3 PT 12B	Gemma 3 PT 27B
HellaSwag	10-shot	62.3	77.2	84.2	85.6
BoolQ	0-shot	63.2	72.3	78.8	82.4
PIQA	0-shot	73.8	79.6	81.8	83.3
SocialIQA	0-shot	48.9	51.9	53.4	54.9
TriviaQA	5-shot	39.8	65.8	78.2	85.5
Natural Questions	5-shot	9.48	20.0	31.4	36.1
ARC-c	25-shot	38.4	56.2	68.9	70.6
ARC-e	0-shot	73.0	82.4	88.3	89.0
WinoGrande	5-shot	58.2	64.7	74.3	78.8
BIG-Bench Hard	few-shot	28.4	50.9	72.6	77.7
DROP	1-shot	42.4	60.1	72.2	77.2

STEM和代碼

基準測試	指標	Gemma 3 PT 4B	Gemma 3 PT 12B	Gemma 3 PT 27B
MMLU	5-shot	59.6	74.5	78.6
MMLU (Pro COT)	5-shot	29.2	45.3	52.2
AGIEval	3 - 5-shot	42.1	57.4	66.2
MATH	4-shot	24.2	43.3	50.0
GSM8K	8-shot	38.4	71.0	82.6
GPQA	5-shot	15.0	25.4	24.3
MBPP	3-shot	46.0	60.4	65.6
HumanEval	0-shot	36.0	45.7	48.8

多語言

基準測試	Gemma 3 PT 1B	Gemma 3 PT 4B	Gemma 3 PT 12B	Gemma 3 PT 27B
MGSM	2.04	34.7	64.3	74.3
Global-MMLU-Lite	24.9	57.0	69.4	75.7
WMT24++ (ChrF)	36.7	48.4	53.9	55.7
FloRes	29.5	39.2	46.0	48.8
XQuAD (all)	43.9	68.0	74.5	76.8
ECLeKTic	4.69	11.0	17.2	24.4
IndicGenBench	41.4	57.2	61.7	63.4

多模態

基準測試	Gemma 3 PT 4B	Gemma 3 PT 12B	Gemma 3 PT 27B
COCOcap	102	111	116
DocVQA (val)	72.8	82.3	85.6
InfoVQA (val)	44.1	54.8	59.4
MMMU (pt)	39.2	50.3	56.1
TextVQA (val)	58.9	66.5	68.6
RealWorldQA	45.5	52.2	53.9
ReMI	27.3	38.5	44.8
AI2D	63.2	75.2	79.0
ChartQA	63.6	74.7	76.3
VQAv2	63.9	71.2	72.9
BLINK	38.0	35.9	39.6
OKVQA	51.0	58.7	60.2
TallyQA	42.5	51.8	54.3
SpatialSense VQA	50.9	60.0	59.4
CountBenchQA	26.1	17.8	68.0

倫理和安全

評估方法

評估方法包括結構化評估和對相關內容政策的內部紅隊測試。紅隊測試由多個不同的團隊進行，每個團隊有不同的目標和人工評估指標。這些模型針對與倫理和安全相關的多個不同類別進行評估，包括：

• 兒童安全：評估文本到文本和圖像到文本的提示，涵蓋兒童安全政策，包括兒童性虐待和剝削。
• 內容安全：評估文本到文本和圖像到文本的提示，涵蓋安全政策，包括騷擾、暴力和血腥內容以及仇恨言論。
• 代表性危害：評估文本到文本和圖像到文本的提示，涵蓋安全政策，包括偏見、刻板印象和有害關聯或不準確信息。

除了開發階段的評估，還進行“保證評估”，這是為責任治理決策進行的“獨立”內部評估。這些評估與模型開發團隊分開進行，為發佈決策提供信息。高級別發現會反饋給模型團隊，但提示集不會公開，以防止過擬合併保留結果為決策提供信息的能力。保證評估結果作為發佈審查的一部分報告給責任與安全委員會。

評估結果

在所有安全測試領域，與之前的Gemma模型相比，在兒童安全、內容安全和代表性危害類別中都有重大改進。所有測試均在沒有安全過濾器的情況下進行，以評估模型的能力和行為。對於文本到文本和圖像到文本，以及所有模型尺寸，模型產生的政策違規最少，並且在無根據推理方面比之前的Gemma模型有顯著改進。評估的一個侷限性是隻包括英語提示。

使用和限制

預期用途

開源視覺語言模型（VLM）在各個行業和領域有廣泛的應用。以下是可能的用途列表，但並不全面。該列表的目的是提供有關模型創建者在模型訓練和開發過程中考慮的可能用例的上下文信息。

• 內容創作和通信：
  • 文本生成：可用於生成創意文本格式，如詩歌、腳本、代碼、營銷文案和電子郵件草稿。
  • 聊天機器人和對話式AI：為客戶服務、虛擬助手或交互式應用程序提供對話界面。
  • 文本摘要：生成文本語料庫、研究論文或報告的簡潔摘要。
  • 圖像數據提取：可用於提取、解釋和總結視覺數據，用於文本通信。
• 研究和教育：
  • 自然語言處理（NLP）和VLM研究：可作為研究人員試驗VLM和NLP技術、開發算法和推動該領域發展的基礎。
  • 語言學習工具：支持交互式語言學習體驗，幫助進行語法糾正或提供寫作練習。
  • 知識探索：幫助研究人員通過生成摘要或回答特定主題的問題來探索大量文本。

限制

• 訓練數據：
  • 訓練數據的質量和多樣性會顯著影響模型的能力。訓練數據中的偏差或差距可能導致模型響應的侷限性。
  • 訓練數據集的範圍決定了模型能夠有效處理的主題領域。
• 上下文和任務複雜性：
  • 模型更擅長可以用明確提示和指令描述的任務。開放式或高度複雜的任務可能具有挑戰性。
  • 模型的性能可能受到提供的上下文量的影響（在一定程度上，更長的上下文通常會導致更好的輸出）。
• 語言歧義與細微差別：自然語言本質上是複雜的，模型可能難以理解微妙的細微差別、諷刺或比喻語言。
• 事實準確性：模型根據從訓練數據集中學習到的信息生成響應，但它們不是知識庫，可能會生成不正確或過時的事實陳述。
• 常識：模型依賴於語言中的統計模式，可能在某些情況下缺乏應用常識推理的能力。

倫理考慮和風險

視覺語言模型（VLM）的開發引發了一些倫理問題。在創建開源模型時，我們仔細考慮了以下方面：

• 偏差和公平性：在大規模真實世界文本和圖像數據上訓練的VLM可能反映訓練材料中嵌入的社會文化偏差。這些模型經過了仔細審查，輸入數據進行了預處理，並在本卡片中報告了後續評估結果。
• 錯誤信息和濫用：VLM可能被濫用來生成虛假、誤導或有害的文本。模型提供了負責任使用的指南，請參閱負責任生成式AI工具包。
• 透明度和問責制：本模型卡片總結了模型的架構、能力、限制和評估過程的詳細信息。負責任開發的開源模型為AI生態系統中的開發者和研究人員提供了分享創新和使用VLM技術的機會。

識別的風險和緩解措施：

• 偏差的延續：鼓勵在模型訓練、微調等使用場景中進行持續監測（使用評估指標、人工審查）並探索去偏技術。
• 有害內容的生成：內容安全機制和指南至關重要。鼓勵開發者根據其特定的產品政策和應用用例謹慎行事並實施適當的內容安全保障措施。
• 惡意用途：技術限制以及對開發者和最終用戶的教育可以幫助減輕VLM的惡意應用。提供教育資源和用戶舉報濫用的機制。Gemma模型的禁止使用情況在Gemma禁止使用政策中列出。
• 隱私侵犯：模型在經過過濾以去除某些個人信息和其他敏感數據的數據上進行訓練。鼓勵開發者遵守隱私法規並使用隱私保護技術。

優勢

在發佈時，與類似規模的模型相比，這個模型家族提供了高性能的開源視覺語言模型實現，從底層設計就考慮了負責任的AI開發。

使用本文檔中描述的基準評估指標，這些模型在性能上優於其他類似規模的開源模型。

🔧 技術細節

硬件

Gemma使用張量處理單元（TPU）硬件（TPUv4p、TPUv5p和TPUv5e）進行訓練。訓練視覺語言模型（VLM）需要大量的計算能力。TPU專門為機器學習中常見的矩陣運算而設計，在這個領域具有以下優勢：

• 性能：TPU專門用於處理訓練VLM所需的大量計算，與CPU相比可以顯著加速訓練。
• 內存：TPU通常配備大量的高帶寬內存，允許在訓練過程中處理大型模型和批量大小，從而提高模型質量。
• 可擴展性：TPU Pod（大型TPU集群）為處理大型基礎模型的不斷增長的複雜性提供了可擴展的解決方案。可以在多個TPU設備上分佈訓練，以實現更快、更高效的處理。
• 成本效益：在許多情況下，與基於CPU的基礎設施相比，TPU可以為訓練大型模型提供更具成本效益的解決方案，特別是考慮到由於更快的訓練節省的時間和資源。
• 這些優勢符合谷歌對可持續運營的承諾。

軟件

訓練使用JAX和ML Pathways進行。

JAX允許研究人員利用最新一代的硬件，包括TPU，以更快、更高效地訓練大型模型。ML Pathways是谷歌最新的努力，旨在構建能夠跨多個任務進行泛化的人工智能系統。這特別適用於基礎模型，包括像這樣的大型語言模型。

JAX和ML Pathways的結合使用在關於Gemini模型家族的論文中有描述：“Jax和Pathways的‘單控制器’編程模型允許單個Python進程編排整個訓練運行，大大簡化了開發工作流程。”

📄 許可證

許可證信息：gemma

📖 引用

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

模型頁面：Gemma

資源和技術文檔：

• Gemma 3技術報告
• 負責任生成式AI工具包
• Kaggle上的Gemma
• Vertex模型花園中的Gemma 3

使用條款：條款

作者：Google DeepMind