腾讯混元大模型的技术原理

3 个月前 语言模型 300

腾讯混元大模型的数学原理主要基于深度学习和自然语言处理领域的相关技术,以下是其核心要点:

神经网络与Transformer架构

  • 多层神经网络:混元大模型采用多层神经网络结构,通过模拟人脑神经元之间的连接来处理和学习数据。每个神经元接收来自上一层神经元的输入,并通过激活函数进行处理后输出到下一层神经元,从而实现对数据的特征提取和模型的训练。
  • Transformer核心机制:混元大模型基于Transformer架构,其核心是自注意力机制。自注意力机制能够计算文本中每个位置与其他位置之间的关联程度,从而捕捉长距离依赖关系,更好地理解句子中的上下文信息。在计算自注意力时,对于输入序列中的每个位置,会计算其与其他位置的注意力得分,然后根据这些得分对相应位置的特征进行加权求和,得到该位置的新特征表示。除了自注意力机制外,Transformer还包括前馈神经网络,用于对经过自注意力机制处理后的特征进行进一步的非线性变换。

预训练与微调

  • 预训练:在大规模语料库上预先训练模型,使其学习语言的一般规律和知识,如语法、语义、常见的语言模式等。预训练过程通常采用无监督学习的方式,例如使用大量的文本数据进行自监督学习,让模型自动预测文本中的下一个单词或句子中的空缺部分等。通过预训练,模型能够获得丰富的语言知识和语义理解能力,为后续的微调任务奠定基础。
  • 微调:在预训练完成后,根据具体的任务需求,对模型进行微调。微调是在特定的有标注数据集上进行的有监督学习过程,通过调整模型的参数,使其在特定任务上达到更好的性能。例如,在文本分类任务中,使用标注好的文本分类数据集对预训练模型进行微调,让模型学习到如何根据输入文本的特征进行分类。

优化算法与正则化技术

  • 优化算法:在训练过程中,使用优化算法来调整模型的参数,以最小化预测误差。常见的优化算法如随机梯度下降(SGD)及其变种Adagrad、Adadelta、RMSProp、Adam等。这些算法通过计算损失函数对模型参数的梯度,并根据梯度的方向和大小来更新参数,使得模型在训练过程中逐渐收敛到最优解。
  • 正则化技术:为了减少过拟合,提高模型的泛化能力,混元大模型采用了正则化技术,如Dropout和Batch Normalization。Dropout在训练过程中随机丢弃一部分神经元,使得模型在每次训练时都使用不同的子网络结构,从而增加模型的鲁棒性和泛化能力。Batch Normalization则是对每个批次的输入数据进行归一化处理,使得模型在训练过程中输入数据的分布更加稳定,加快训练速度并提高模型的性能。

混合专家模型结构

混元大模型采用混合专家模型结构,每一层包含多个并行的同构专家,一次token的前向计算只会激活部分专家,推理成本远低于同等参数的稠密模型。同时,在路由策略上进行创新,在传统Top-K路由的基础上进一步提出了随机补偿的路由方式,将因为专家满负载原本会扔掉的token,随机路由到其他仍有负载冗余的专家,保障训练稳定性。还设置一个共享专家来捕获所有token所需的共同知识,并通过多个需要路由的专家动态学习特定领域的知识。

处理长文与提升推理效率

  • 长文处理:对于长文领域,通过引入多阶段预训练和退火机制,使得模型仅使用少量长文合成语料,即可获得较好的长文效果,显著提升模型长文外推能力。
  • 推理效率提升:使用Grouped-Query Attention和Cross-Layer Attention两种KV Cache压缩策略,从head/layer两个维度联合压缩KV cache,并引入量化技术,进一步提升压缩比,最终将模型的KV Cache压缩为MHA的5%,大幅提升推理性能。
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