为什么现在的大模型大部分都是Decoder only结构

人工智能
Decoder-only结构支持通过Prompt Engineering等方式轻松应用到下游任务中,极大地扩展了模型的应用场景。

理论优势

避免低秩问题:Encoder的双向注意力机制容易出现低秩问题,这可能会削弱模型的表达能力。而Decoder-only架构采用单向注意力机制(因果注意力),其注意力矩阵是下三角矩阵,必然是满秩的,理论上具有更强的表达能力。这种结构避免了双向注意力可能带来的低秩问题,从而在生成任务中表现更优。

预训练任务难度与上限:相比Encoder-Decoder结构,Decoder-only架构的预训练任务(如next token prediction)难度更高,因为模型只能根据已知的上文信息预测下一个词。当模型规模足够大、数据足够多时,这种架构能够学习到更高水平的通用表征。

性能优势

涌现能力的体现:在大参数量和大数据训练的背景下,Decoder-only模型表现出更强的涌现能力,能够自动从数据中学习多种任务的模式。这种能力使得它在复杂任务中能够通过组合基本任务来解决问题。

训练与推理效率更高:Decoder-only结构省略了编码器部分,模型在进行前向传播时只需要一次计算,显著提高了训练和推理的效率。这对于处理大规模数据集和实时生成任务尤为重要。

Zero-shot和Few-shot性能:Decoder-only模型在Zero-shot(零样本)任务中表现更好,能够更好地利用大规模无标注数据进行自监督学习。此外,在In-context learning(上下文学习)中,Decoder-only架构可以更直接地将prompt信息作用于每一层的参数,微调信号更强,更适合Few-shot(少样本)任务。

工程实现优势

预训练目标对齐:Decoder-only模型的训练目标是预测下一个Token,这与大规模预训练任务的核心目标直接对齐,能高效利用海量的非结构化文本数据。

KV-Cache复用:Decoder-only架构支持KV-Cache的持续复用,对多轮对话等任务更友好。相比之下,Encoder-Decoder架构难以实现这种高效的缓存复用。

实际应用的优势

数据标注依赖低:Decoder-only模型能够更好地利用无标签数据进行训练,降低了对数据标注的依赖

部署和维护便捷:由于模型结构相对简单,部署和维护更加方便。

应用场景优势

微调灵活性:Decoder-only结构支持通过Prompt Engineering等方式轻松应用到下游任务中,极大地扩展了模型的应用场景。

生成任务特性:Decoder-only模型专注于文本生成,通过自回归方式根据上下文预测下一个词,非常适合生成任务,如对话、续写、文本补全等。这些任务不需要复杂的输入分析,而更关注生成内容的连贯性和语义丰富性。

多模态和多任务的潜力:虽然Encoder-Decoder架构在多模态任务中可能更有优势,但Decoder-only架构在大规模语言模型的应用中已经表现出足够的灵活性。

责任编辑:庞桂玉 来源: 小白学AI算法
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