大模型技术学习之——大模型常用架构以及技术难点 原创

“ 不同的架构，适合不同的任务”

很多人对人工智能以及大模型都有一定的误解，那就是弄不明白其中各种专业名词，以及关系。甚至很多人认为大模型就是人工智能，人工智能就是大模型。

也有人认为只有transformer架构的才是大模型，因此，今天就来了解一下模型的架构。

大模型的架构及优缺点

首先，人工智能(AI)有多种实现方式，而机器学习是其中的一种；而基于机器学习又延伸出了深度学习，深度学习的思想就是分层，通过多个层的叠加实现对数据的分级表达。

而神经网络又是深度学习的一种表现形式，是由模仿人脑神经元的机制而得名，又由于多层的神经网络具有庞大的参数，因此叫做大模型(庞大参数量的机器学习(神经网络)模型)。

所以，大模型的核心是层次堆叠；因此，为了实现这种效果就有了多种神经网络的大模型架构。

大模型的常用架构主要包括Transformer，BERT，GPT，T5等；每种架构都有其独特的设计理念和应用场景；以下是对这些架构的详细介绍以及它们的优缺点分析。

Transformer架构

简介

Transformer是目前大模型的主流架构，由Vaswani等人于2017年提出。它使用了注意力机制替代了传统的RNN和LSTM，能够更好的捕捉长距离依赖关系。

关键组件

自注意力机制：计算序列中各元素之间的相关性，生成每个元素的加权表示。

多头注意力机制：将注意力机制并行化处理，提高模型的表示能力

位置编码：由于模型本身不具备顺序信息，位置编码用于为序列添加位置信息

应用

Transformer本身用于各种自然语言处理认为，如机器翻译，文本分类等。

优点：模型可以并行处理序列，训练效率高，能够很好的捕捉长距离依赖。

缺点：在处理长序列时，计算复杂度高，内存占用大

BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)

简介

BERT是一种双向Transformer架构，擅长处理自然语言理解认为。它通过遮盖语言模型，和下一句预测进行训练。

特点

双向性允许BERT同时考虑左侧和右侧的上下文，增强了理解能力。

应用

情感分析，问答系统，文本分类，命名体识别等

优缺点

优点：双向编码器能够更好的理解上下文，尤其适合理解复杂的语言现象

缺点：生成能力较弱，主要适用于理解认为；模型计算成本较高

GPT(Generative Pretrained Transformer)

简介

GPT是一种基于Transformer的自回归模型，专注于文本生成任务，与BERT不同，GPT是单向的，即只使用过去的上下文来预测当前的单词。

关键特点

自回归生成：依次预测下一个单词，适合文本生成任务

Transformer解码器：采用Transformer架构中的解码器部分

应用

对话系统，文本生成，文章撰写，翻译等

优缺点

优点：生成文本时能保持一致性和流畅性，适用于多种生成任务

缺点：由于单向性，在理解复杂等上下文时效果不如BERT

T5(Text-To-Text Transfer Transformer)

简介

T5是一种统一的文本到文本的模型架构，可以将所有任务都转换为文本生成任务；例如翻译任务中的输入是原文，输出是译文；文本分类任务中的输入是句子，输出是类别标签

关键特点

统一框架：所有任务都表示为文本转换任务，简化了模型设计和训练流程

预训练目标：使用多任务预训练，包括翻译，摘要生成等

应用

翻译，摘要生成，文本分类，多任务学习等

优缺点

优点：统一框架便于跨任务的知识迁移，模型更具有通用性

缺点：对生成任务过于依赖，可能不适合一些特定的理解任务

DistilBERT

简介

DistilBERT是BERT的精简版，通过蒸馏技术减小模型规模，同时保留了大部分性能

关键特点

模型蒸馏：通过从大模型中学习，精简模型参数，减少计算需求

应用

与BERT类似的任务，但适用于计算资源有限的场景

优缺点

优点：计算成本低，适合移动设备或实时应用

缺点：精度略低于完整的BERT模型

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不同架构的优缺点对比

• BERT vs. GPT：BERT 适合理解任务，如文本分类、问答系统；GPT 适合生成任务，如文本生成、对话系统。BERT 的双向编码使其在理解上下文时更强，而 GPT 在生成流畅自然的文本时更有优势。
• Transformer vs. RNN/LSTM：Transformer 可以并行处理，提高了训练效率，且更好地捕捉长距离依赖，但在处理超长序列时计算复杂度较高。RNN/LSTM 则天然适合处理序列数据，但容易出现梯度消失问题。
• T5 vs. BERT/GPT：T5 的统一框架使其在多任务学习中表现出色，但在专门的理解或生成任务中，可能不如专门设计的 BERT 或 GPT。

本文转载自公众号AI探索时代 作者：DFires

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