AI大模型
资本狂追的AI大模型,工作原理解析
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Transformer是2017年由Google团队在论文《Attention Is All You Need》中提出的一种革命性深度学习架构。它彻底改变了自然语言处理(NLP)领域,并成为当今大模型(如GPT、BERT、T5等)的核心基础。其核心思想是通过**自注意力机制(Self-Attention)**替代传统的循环神经网络(RNN)和卷积神经网络(CNN),解决了长距离依赖和并行计算效率两大难题。
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AI
自注意力机制与多头注意力机制
一、自注意力机制(Self-Attention)
核心思想
自注意力机制通过计算同一序列内元素之间的相关性权重,动态捕捉全局依赖关系。与传统注意力机制(关注外部序列)不同,它聚焦于输入内部的关联性。
计算流程
输入:序列 X=X=(每个xixi为词向量) 输出:加权后的上下文向量 Z=Z=
步骤分解:
线性变换:生成Q(Query)、K(Key)、V(Value)矩阵
Q=XWQ,K=XWK,V=XWVQ=XWQ,K=XWK,V=XWV
(WQ,WK,WVWQ,WK,WV为可学习参数矩阵)
注意力得分计算
Attention(Q,K,V)=softmax(QKTdk)VAttention(Q,K,V)=softmax(dkQKT)V
缩放因子 dkdk:防止点积值过大导致softmax梯度消失
得分矩阵:QKTQKT的每个元素表示词与词之间的关联强度
加权聚合 通过softmax归一化权重后,对Value矩阵加权求和,得到每个位置的上下文向量。
示例解释
以句子 "The animal didn't cross the street because it was too tired" 为例:
"it"对"animal"和"street"的注意力权重: 模型通过自注意力自动判断"it"指代"animal"(而非"street"),权重分配更高。
优势
长距离依赖:直接建模任意两个词的关系,解决RNN的梯度消失问题。
并行计算:矩阵运算可一次性处理整个序列,加速训练。
二、多头注意力机制(Multi-Head...
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AI大模型
大模型的概念与发展催势
一、大模型定义、特点及未来方向?
大模型(Large Model)是指参数规模巨大、计算能力强大的深度学习模型,通常包含数十亿甚至数万亿个参数。这类模型通过海量数据和大量计算资源进行训练,能够处理复杂的任务并展现出强大的泛化能力。以下是其核心特点及关键信息:
核心特点
超大规模参数
参数数量通常在十亿级(如GPT-3有1750亿参数)到万亿级,远超传统模型(如ResNet约2500万参数)。
更多参数意味着更强的模式捕捉能力,可处理文本、图像、音频等多模态任务。
海量训练数据
使用互联网级别的数据(如书籍、网页、图像库),例如GPT-3的训练数据包含45TB文本。
数据多样性使模型能应对开放域问题,如问答、创作、代码生成等。
巨量计算资源需求
训练需数千块GPU/TPU,耗时数周至数月,成本高达数百万美元(如GPT-3训练费用约460万美元)。
依赖分布式计算和优化技术(如混合精度训练、模型并行)。
预训练+微调范式
预训练:在无标注数据上学习通用表征(如BERT的掩码语言建模)。
微调:用少量领域数据适配具体任务(如法律文档分析、医疗诊断)。
典型代表
NLP领域
GPT系列(OpenAI):生成式模型,擅长文本生成、对话(如ChatGPT基于GPT-3.5/4)。
PaLM(Google):5400亿参数,突破性解决数学推理、代码生成。
BERT(Google):双向Transformer,革新语义理解任务。
多模态领域
DALL·E/MidJourney:文生图模型,实现高质量图像创作。
Flamingo(DeepMind):融合文本与视觉,支持跨模态问答。
科学计算
AlphaFold 2(DeepMind):预测蛋白质结构,推动生物医学研究。
优势与挑战
优势
零样本/小样本学习:无需大量标注数据即可完成任务(如GPT-3仅需任务描述)。
跨任务迁移:同一模型处理翻译、摘要、编程等多种任务。
持续进化:通过人类反馈强化学习(RLHF)优化输出质量。
挑战
算力门槛:训练与推理成本高昂,仅限巨头公司或机构参与。
伦理风险:生成虚假信息、深度伪造(Deepfake)、数据隐私问题。
能耗问题:单次训练碳排放相当于数十辆汽车生命周期排放(研究显示训练GPT-3产生约552吨CO₂)。
模型偏见:训练数据中的社会偏见可能被放大(如性别、种族歧视)。
未来方向
效率提升
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