---
license: apache-2.0
language:
- en
- ja
---
# shisa-base-7b-v1

`shisa-base-7b-v1` takes [Mistral 7B](https://huggingface.co/mistralai/Mistral-7B-v0.1) and adds an additional 8B tokens of primarily Japanese pre-training. Japanese tokens were sourced from [MADLAD-400](https://huggingface.co/datasets/allenai/MADLAD-400), using [DSIR](https://github.com/p-lambda/dsir), along with 10% English tokens sampled from a mix of MADLAD-400 EN and various open datasources added in to prevent catastrophic forgetting.

We have extended the Mistral tokenizer to 120k tokens to improve Japanese efficiency.  Our tokenizer achieves ~2.3 characters per token in JA, versus the base Mistral 7B tokenizer which is <1 character per token. Code for our implementation is available in our [Shisa repo](https://github.com/AUGMXNT/shisa).

This base model was created for use with [Shisa 7B](https://huggingface.co/augmxnt/shisa-7b-v1), our JA/EN fine-tuned model, but we provide it for the community as we believe the combination of strong performance and efficient bilingual tokenizer could be useful.

Training took 2,400 A100-40 GPU hours on a single 16 x A100-40 machine with [DeepSpeed](https://github.com/microsoft/DeepSpeed) ZeRO-3.

## Performance
This base model was able to attain class-leading Japanese performance in standardized benchmarks with significantly less additional pre-training than previously released models. We speculate this may be due to the use of a better-curated pre-training dataset, but ablations at even 2.5B additional JA tokens still showed very strong Japanese performance.

We used a slightly modified [llm-jp-eval](https://github.com/llm-jp/llm-jp-eval) (our base model requires a `bos_token` to be prepended to the prompt; we tested other models with and without the modification and took the higher results for all models tested). Here we validate versus the original Mistral 7B base model as well as [Japanese Stable LM Instruct Gamma 7B](https://huggingface.co/stabilityai/japanese-stablelm-instruct-gamma-7b), which is a Mistral 7B base with an additional 100B tokens of JA/EN pre-training. We also include [Japanese-StableLM-Base-Beta-70B](https://huggingface.co/stabilityai/japanese-stablelm-base-beta-70b), which is a Llama 2 70B that also has an additional 100B tokens of JA/EN pre-training as a reference:

![Mistral llm-jp-eval Comparison](https://huggingface.co/augmxnt/mistral-7b-ja-v0.1/resolve/main/llm-jp-eval.mistral.png)

Here we also compare `shisa-base-7b-v1` to other recently-released similar classed (7B parameter) Japanese-tuned models. [ELYZA 7B fast model](https://huggingface.co/elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast) and [Youri 7B](https://huggingface.co/rinna/youri-7b) are Llama 2 7B models with 18B and 40B of additional pre-training respectively, and [CALM2-7B](https://huggingface.co/cyberagent/calm2-7b) and [llm-jp-13b]() are pretrained models with 1.3T and 300B JA/EN tokens of pre-training:

![7B llm-jp-eval Performance](https://huggingface.co/augmxnt/mistral-7b-ja-v0.1/resolve/main/llm-jp-eval.ja.png)

## Tokenizer
As mentioned in the introduction, our tokenizer is an extended version of the Mistral 7B tokenizer, with a vocab size of  120073 and aligned to 120128 for better performance. The remaining unused tokens are assigned as average-weighted `<|extra_{idx}|>` tokens.

We use the "Fast" tokenizer, which should be the default for `AutoTokenizer`, but if you have problems, make sure to check `tokenizer.is_fast` or to initialize with `use_fast=True`.

Japanese efficiency from sampling 50K items (~85M characters) from the JA subset of the [CulturaX](https://huggingface.co/datasets/uonlp/CulturaX) dataset:

| LLM                                           | Tokenizer                                           |   Vocab Size |   Avg Char/Token |
|:----------------------------------------------|:----------------------------------------------------|-------------:|-----------------:|
| *Shisa 7B (AUGMXNT)*                          | *augmxnt/shisa-base-7b-v1*                        |     *120073* |           *2.31* |
| OpenCALM (CyberAgent)                         | cyberagent/open-calm-7b                             |        52000 |             2.17 |
| Japanese LargeLM (LINE)                       | line-corporation/japanese-large-lm-3.6b             |        51200 |             2.14 |
| CALM2-7B (CyberAgent)                         | cyberagent/calm2-7b                                 |        65000 |             2.00 |
| Bilingual-GPT-NeoX-4B (Rinna)                 | rinna/bilingual-gpt-neox-4b                         |        65536 |             1.88 |
| Japanese StableLM Alpha (Stability AI)        | [novelai/nerdstash-tokenizer-v1](https://huggingface.co/NovelAI/nerdstash-tokenizer-v1) | 65535 | 1.85 |
| Japanese-GPT-NeoX-3.6B (Rinna)                | rinna/japanese-gpt-neox-3.6b                        |        32000 |             1.83 |
| Japanese StableLM Beta JAVocab (Stability AI) | stabilityai/japanese-stablelm-base-ja_vocab-beta-7b |        49247 |             1.79 |
| llm-jp-13b (LLM-jp)                           | [llm-jp/llm-jp-13b-v1.0](https://github.com/llm-jp/llm-jp-tokenizer) | 50570 |    1.65 |
| Japanese-Llama-2-7b-fast (ELYZA)              | elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast                |        45043 |             1.53 |
| Qwen 14B (Qwen)                               | Qwen/Qwen-14B                                       |       151851 |             1.48 |
| weblab-10b (Matsuo Lab)                       | EleutherAI/gpt-neox-20b                             |        50254 |             1.00 |
| Japanese StableLM Gamma (Stability AI)        | mistralai/Mistral-7B-v0.1                           |        32000 |             0.95 |
| Youri 7B (Rinna)                              | meta-llama/Llama-2-7B                               |        32000 |             0.88 |

We also test English efficiency using a sampling of 50K items (~177M characters) from the EN subset of the [CulturaX](https://huggingface.co/datasets/uonlp/CulturaX) dataset as a sanity check (and to see how other tokenizers fare):

| LLM                                           | Tokenizer                                           |   Vocab Size |   Avg Char/Token |
|:----------------------------------------------|:----------------------------------------------------|-------------:|-----------------:|
| Qwen 14B (Qwen)                               | Qwen/Qwen-14B                                       |       151851 |             4.47 |
| weblab-10b (Matsuo Lab)                       | EleutherAI/gpt-neox-20b                             |        50254 |             4.45 |
| Japanese StableLM Alpha (Stability AI)        | [novelai/nerdstash-tokenizer-v1](https://huggingface.co/NovelAI/nerdstash-tokenizer-v1) | 65535 | 4.15 |
| *Shisa 7B (AUGMXNT)*                          | *augmxnt/shisa-base-7b-v1*                        |     *120073* |           *4.12* |
| CALM2-7B (CyberAgent)                         | cyberagent/calm2-7b                                 |        65000 |             4.12 |
| Japanese StableLM Beta JAVocab (Stability AI) | stabilityai/japanese-stablelm-base-ja_vocab-beta-7b |        49247 |             4.01 |
| Japanese StableLM Gamma (Stability AI)        | mistralai/Mistral-7B-v0.1                           |        32000 |             4.01 |
| Japanese-Llama-2-7b-fast (ELYZA)              | elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast                |        45043 |             3.86 |
| Youri 7B (Rinna)                              | meta-llama/Llama-2-7B                               |        32000 |             3.86 |
| llm-jp-13b (LLM-jp)                           | [llm-jp/llm-jp-13b-v1.0](https://github.com/llm-jp/llm-jp-tokenizer) | 50570 |   3.79 |
| OpenCALM (CyberAgent)                         | cyberagent/open-calm-7b                             |        52000 |             2.83 |
| Japanese LargeLM (LINE)                       | line-corporation/japanese-large-lm-3.6b             |        51200 |             2.49 |
| Japanese-GPT-NeoX-3.6B (Rinna)                | rinna/japanese-gpt-neox-3.6b                        |        32000 |             2.42 |
| Bilingual-GPT-NeoX-4B (Rinna)                 | rinna/bilingual-gpt-neox-4b                         |        65536 |             2.42 |

With our extended tokenizer, we are able to achieve class-leading JA token efficiency without any losses in EN performance vs the base tokenizer. This bears out in our testing, and we often see >2X JA inference speedups with our tokenizer.

## Acknowledgements
Team: [Jon Durbin](https://huggingface.co/jondurbin), [Leonard Lin](https://huggingface.co/leonardlin)

Compute for this model was generously sponsored by [AKA Virtual](https://akavirtual.com/) (Tokyo, Japan).

Thanks to the [ELYZA](https://huggingface.co/elyza) team for publishing the details of their [tokenizer extension approach](https://zenn.dev/elyza/articles/2fd451c944649d) which we used as a starting point for our tokenizer.

And of course, thanks to the [Mistral AI](https://huggingface.co/mistralai) for releasing such a strong base model!

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`shisa-base-7b-v1`は、[Mistral 7B](https://huggingface.co/mistralai/Mistral-7B-v0.1)を基にして、主に日本語の事前トレーニングのために追加で80億トークンを追加しています。日本語トークンは、[MADLAD-400](https://github.com/google-research/google-research/tree/master/madlad_400)から取得し、[DSIR](https://github.com/p-lambda/dsir)を使用しています。さらに、MADLAD-400 ENと様々なオープンデータソースからの英語トークンの10%を追加し、壊滅的忘却を防ぐために組み込んでいます。

Mistralのトークン化器を12万トークンまで拡張し、日本語の効率を向上させました。私たちのトークン化器はJAでトークンあたり約2.3文字を実現しており、基本的なMistral 7Bのトークン化器はトークンあたり<1文字です。私たちの実装のコードは、[Shisaリポジトリ](https://github.com/AUGMXNT/shisa)で利用可能です。

このベースモデルは、[Shisa 7B](https://huggingface.co/augmxnt/shisa-7b-v1)、私たちのJA/ENファインチューニングモデル用に作成されましたが、強力なパフォーマンスと効率的なバイリンガルトークン化器の組み合わせが有用であると考え、コミュニティに提供しています。

トレーニングには、16 x A100-40マシンで2,400 A100-40 GPU時間を使用し、[DeepSpeed](https://github.com/microsoft/DeepSpeed) ZeRO-3で行いました。

## パフォーマンス
このベースモデルは、以前にリリースされたモデルよりもはるかに少ない追加事前トレーニングで、標準ベンチマークにおいて日本語性能の先頭を切ることができました。これは、より良くキュレーションされた事前トレーニングデータセットの使用によるものかもしれませんが、25億追加JAトークンでのアブレーションでも非常に強力な日本語パフォーマンスを示しました。

私たちは、わずかに変更された[llm-jp-eval](https://github.com/llm-jp/llm-jp-eval)を使用しました（私たちのベースモデルは、プロンプトに`bos_token`を追加する必要があります。他のモデルについても、変更の有無にかかわらずテストし、すべてのモデルでテストされた高い結果を取りました）。ここでは、元のMistral 7Bベースモデルおよび[日本語Stable LM Instruct Gamma 7B](https://huggingface.co/stabilityai/japanese-stablelm-instruct-gamma-7b)（これはMistral 7Bベースであり、追加の1000億JA/ENトークンの事前トレーニングが行われています）と比較します。また、[Japanese-StableLM-Base-Beta-70B](https://huggingface.co/stabilityai/japanese-stablelm-base-beta-70b)（これはLlama 2 70Bで、追加の1000億JA/ENトークンの事前トレーニングが行われています）も参考に含まれています。

![Mistral llm-jp-eval 比較]()

ここでは、`shisa-base-7b-v1`を他の最近リリースされた同じクラス（7Bパラメータ）の日本語チューニングモデルとも比較します。[ELYZA 7B fast model](https://huggingface.co/elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast)および[Youri 7B](https://huggingface.co/rinna/youri-7b)はLlama 2 7Bモデルで、それぞれ180億と400億の追加事前トレーニングがあります。また、[CALM2-7B](https://huggingface.co/cyberagent/calm2-7b)と[llm-jp-13b]()は、1.3Tおよび3000億JA/ENトークンの事前トレーニングを行ったプリトレーニングモデルです。

![7B llm-jp-eval パフォーマンス]()

## トークン化器
序文で触れたように、私たちのトークン化器はMistral 7Bトークン化器の拡張版で、語彙サイズは120073であり、120128に合わせられています。残りの未使用トークンは、平均重み付けされた`<|extra_{idx}|>`トークンとして割り当てられています。

私たちは「Fast」トークン化器を使用しており、これは`AutoTokenizer`のデフォルトであるべきですが、問題がある場合は`tokenizer.is_fast`をチェックするか、`use_fast=True`で初期化することを確認してください。

[CulturaX](https://huggingface.co/datasets/uonlp/CulturaX)データセットのJAサブセットから50Kアイテム（約8500万文字）をサンプリングした際の日本語効率：

| LLM                                           | トークン化器                                        |   語彙サイズ |   1トークンあたりの平均文字数 |
|:----------------------------------------------|:----------------------------------------------------|-------------:|-----------------:|
| *Shisa 7B (AUGMXNT)*                          | *augmxnt/shisa-base-7b-v1*                        |     *120073* |           *2.31* |
| OpenCALM (CyberAgent)                         | cyberagent/open-calm-7b                             |        52000 |             2.17 |
| Japanese LargeLM (LINE)                       | line-corporation/japanese-large-lm-3.6b             |        51200 |             2.14 |
| CALM2-7B (CyberAgent)                         | cyberagent/calm2-7b                                 |        65000 |             2.00 |
| Bilingual-GPT-NeoX-4B (Rinna)                 | rinna/bilingual-gpt-neox-4b                         |        65536 |             1.88 |
| Japanese StableLM Alpha (Stability AI)        | [novelai/nerdstash-tokenizer-v1](https://huggingface.co/NovelAI/nerdstash-tokenizer-v1) | 65535 | 1.85 |
| Japanese-GPT-NeoX-3.6B (Rinna)                | rinna/japanese-gpt-neox-3.6b                        |        32000 |             1.83 |
| Japanese StableLM Beta JAVocab (Stability AI) | stabilityai/japanese-stablelm-base-ja_vocab-beta-7b |        49247 |             1.79 |
| llm-jp-13b (LLM-jp)                           | [llm-jp/llm-jp-13b-v1.0](https://github.com/llm-jp/llm-jp-tokenizer) | 50570 |    1.65 |
| Japanese-Llama-2-7b-fast (ELYZA)              | elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast                |        45043 |             1.53 |
| Qwen 14B (Qwen)                               | Qwen/Qwen-14B                                       |       151851 |             1.48 |
| weblab-10b (Matsuo Lab)                       | EleutherAI/gpt-neox-20b                             |        50254 |             1.00 |
| Japanese StableLM Gamma (Stability AI)        | mistralai/Mistral-7B-v0.1                           |        32000 |             0.95 |
| Youri 7B (Rinna)                              | meta-llama/Llama-2-7B                               |        32000 |             0.88 |

また、[CulturaX](https://huggingface.co/datasets/uonlp/CulturaX)データセットのENサブセットから50Kアイテム（約1億7700万文字）をサンプリングして、英語効率をテストしました。これは健全性チェック（および他のトークン化器のパフォーマンスを確認するため）として行われます：

| LLM                                           | トークン化器                                        |   語彙サイズ |   1トークンあたりの平均文字数 |
|:----------------------------------------------|:----------------------------------------------------|-------------:|-----------------:|
| Qwen 14B (Qwen)                               | Qwen/Qwen-14B                                       |       151851 |             4.47 |
| weblab-10b (Matsuo Lab)                       | EleutherAI/gpt-neox-20b                             |        50254 |             4.45 |
| Japanese StableLM Alpha (Stability AI)        | [novelai/nerdstash-tokenizer-v1](https://huggingface.co/NovelAI/nerdstash-tokenizer-v1) | 65535 | 4.15 |
| *Shisa 7B (AUGMXNT)*                          | *augmxnt/shisa-base-7b-v1*                        |     *120073* |           *4.12* |
| CALM2-7B (CyberAgent)                         | cyberagent/calm2-7b                                 |        65000 |             4.12 |
| Japanese StableLM Beta JAVocab (Stability AI) | stabilityai/japanese-stablelm-base-ja_vocab-beta-7b |        49247 |             4.01 |
| Japanese StableLM Gamma (Stability AI)        | mistralai/Mistral-7B-v0.1                           |        32000 |             4.01 |
| Japanese-Llama-2-7b-fast (ELYZA)              | elyza/ELYZA-japanese-Llama-2-7b-fast                |        45043 |             3.86 |
| Youri 7B (Rinna)                              | meta-llama/Llama-2-7B                               |        32000 |             3.86 |
| llm-jp-13b (LLM-jp)                           | [llm-jp/llm-jp-13b-v1.0](https://github.com/llm-jp/llm-jp-tokenizer) | 50570 |   3.79 |
| OpenCALM (CyberAgent)                         | cyberagent/open-calm-7b                             |        52000 |             2.83 |
| Japanese LargeLM (LINE)                       | line-corporation/japanese-large-lm-3.6b             |        51200 |             2.49 |
| Japanese-GPT-NeoX-3.6B (Rinna)                | rinna/japanese-gpt-neox-3.6b                        |        32000 |             2.42 |
| Bilingual-GPT-NeoX-4B (Rinna)                 | rinna/bilingual-gpt-neox-4b                         |        65536 |             2.42 |

私たちの拡張トークン化器を使用することで、基本トークン化器と比較してENパフォーマンスの損失なく、クラス最高のJAトークン効率を実現できました。これは私たちのテストで実証されており、トークン化器を使用することでJA推論速度が2倍以上になることがしばしばあります。

## 謝辞
チーム：[Jon Durbin](https://huggingface.co/jondurbin)、[Leonard Lin](https://huggingface.co/leonardlin)

このモデルの計算は、[AKA Virtual](https://akavirtual.com/)（日本、東京）によって寛大に提供されました。

[ELYZA](https://huggingface.co/elyza)チームが公開した[トークン化器拡張アプローチ](https://zenn.dev/elyza/articles/2fd451c944649d)の詳細に感謝します。これは私たちのトークン化器の出発点として使用されました。

もちろん、[Mistral AI](https://huggingface.co/mistralai)による強力なベースモデルのリリースに感謝します！