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Transformer 架構(gòu)為當(dāng)今最流行的公共和私有AI 模型提供支持。那么我們想知道——接下來是什么？這種架構(gòu)是否會(huì)帶來更好的推理？Transformer 之后會(huì)是什么？
一、Transformer 的問題及其挑戰(zhàn)者們
Transformer 架構(gòu)的自注意力機(jī)制允許模型同時(shí)衡量每個(gè)輸入 token 對(duì)輸入序列中所有 token 的重要性。通過捕獲長距離依賴關(guān)系和復(fù)雜的 token 關(guān)系，這有助于提高模型對(duì)語言和計(jì)算機(jī)視覺的理解。然而，這意味著計(jì)算復(fù)雜度會(huì)隨著長序列（例如 DNA）的增加而增加，從而導(dǎo)致性能下降和內(nèi)存消耗增加。解決長序列問題的一些解決方案和研究方法包括：
在硬件上改進(jìn) Transformer ：FlashAttention是一項(xiàng)很有前途的技術(shù)。本文聲稱，通過仔細(xì)管理 GPU 上不同級(jí)別的快速和慢速內(nèi)存的讀寫，可以提高 Transformer 的性能。這是通過使注意力算法具有 IO 感知能力來實(shí)現(xiàn)的，這減少了 GPU 的高帶寬內(nèi)存 (HBM) 和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (SRAM) 之間的讀寫次數(shù)。
近似注意力：自注意力機(jī)制具有 O(n^2) 復(fù)雜度，其中 n 表示輸入序列的長度。有沒有辦法將這種二次計(jì)算復(fù)雜度降低到線性，以便 Transformer 可以更好地處理長序列？這里的優(yōu)化包括 Reformer、Performers、 Skyformer等技術(shù)。
除了這些降低 transformer 復(fù)雜性的優(yōu)化之外，一些替代模型正在挑戰(zhàn) transformer 的主導(dǎo)地位（但對(duì)于大多數(shù)模型來說還處于早期階段）：
狀態(tài)空間模型：這是一類與循環(huán) (RNN) 和卷積 (CNN) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的模型，它們對(duì)長序列進(jìn)行線性或近線性計(jì)算復(fù)雜度計(jì)算。像Mamba這樣的狀態(tài)空間模型 (SSM)可以更好地處理長距離關(guān)系，但在性能上落后于 Transformer。
這些研究方法現(xiàn)在已經(jīng)走出了大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并以新模型的形式進(jìn)入公共領(lǐng)域，供所有人嘗試。此外，最新的模型發(fā)布可以告訴我們底層技術(shù)的狀態(tài)以及 Transformer 替代方案的可行路徑。
二、值得關(guān)注的發(fā)布
我們不斷聽到 OpenAI、Cohere、Anthropic 和 Mistral 等知名公司發(fā)布最新最出色的模型的消息。Meta 的編譯器優(yōu)化基礎(chǔ)模型因其在代碼和編譯器優(yōu)化方面的有效性而引人注目。
除了主流的 Transformer 架構(gòu)外，我們現(xiàn)在還看到了生產(chǎn)級(jí)狀態(tài)空間模型 (SSM)、混合 SSM-Transformer 模型、專家混合 (MoE) 和專家組合 (CoE) 模型。與最先進(jìn)的開源模型相比，這些模型在多個(gè)基準(zhǔn)測試中表現(xiàn)良好。其中脫穎而出的包括：
Databricks開源 DBRX模型：該 MoE 模型有 132B 個(gè)參數(shù)。它有 16 位專家，其中 4 位在推理或訓(xùn)練期間同時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)。它支持 32K 上下文窗口，并且該模型在 12T 令牌上進(jìn)行訓(xùn)練。其他一些有趣的細(xì)節(jié) — — 它耗時(shí) 3 個(gè)月，耗資 1000 萬美元，使用 3072 個(gè) Nvidia GPU 通過 3.2Tbps InfiniBand 連接，完成了模型的預(yù)訓(xùn)練、后訓(xùn)練、評(píng)估、紅隊(duì)測試和細(xì)化。
SambaNova Systems 發(fā)布的Samba CoE v0.2：該 CoE 模型由五個(gè) 7B 參數(shù)專家組成，其中只有一個(gè)在推理時(shí)處于活動(dòng)狀態(tài)。這些專家都是開源模型，除了專家之外，該模型還有一個(gè)路由器。它可以了解哪個(gè)模型最適合特定查詢，并將請(qǐng)求路由到該模型。它的速度非?？?，每秒生成 330 個(gè)令牌。
AI21 實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了Jamba：這是一種混合 Transformer-Mamba MoE 模型。它是第一個(gè)基于 Mamba 的生產(chǎn)級(jí)模型，具有傳統(tǒng) Transformer 架構(gòu)的元素。“Transformer 模型有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，其高內(nèi)存和計(jì)算要求阻礙了長上下文的處理，其中鍵值 (KV) 緩存大小成為限制因素。其次，由于每個(gè)生成的 token 都會(huì)對(duì)整個(gè)上下文執(zhí)行計(jì)算，因此它缺乏單一的摘要狀態(tài)，導(dǎo)致推理速度慢且吞吐量低”。像 Mamba 這樣的 SSM 可以更好地處理長距離關(guān)系，但在性能上落后于 Transformer。Jamba 彌補(bǔ)了純 SSM 模型的固有限制，提供 256K 上下文窗口并在單個(gè) GPU 上容納 140K 上下文。
三、企業(yè)采用挑戰(zhàn)
盡管最新的研究和模型發(fā)布對(duì)支持 Transformer 架構(gòu)作為下一個(gè)前沿領(lǐng)域有著巨大的希望，但我們還必須考慮阻礙企業(yè)利用這一優(yōu)勢的技術(shù)挑戰(zhàn)：
1.缺少適合企業(yè)的功能
想象一下，向 CXO 銷售的產(chǎn)品沒有基于角色的訪問控制 (RBAC)、單點(diǎn)登錄 (SSO) 或無法訪問日志（提示和輸出）等簡單功能。當(dāng)今的模型可能還不適合企業(yè)，但企業(yè)正在制定單獨(dú)的預(yù)算，以確保他們不會(huì)錯(cuò)過下一個(gè)重大事件。
2.打破以往的運(yùn)作方式
AI Copilot和Agent將會(huì)使數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的安全變得更加復(fù)雜。
想象一個(gè)簡單的用例：你每天使用的視頻會(huì)議應(yīng)用程序引入了 AI 摘要功能。作為用戶，你可能喜歡會(huì)議后獲取記錄的功能，但在受監(jiān)管的行業(yè)中，這一增強(qiáng)功能可能突然成為 CISO 的噩夢。實(shí)際上，到目前為止運(yùn)行良好的功能已經(jīng)失效，需要經(jīng)過額外的安全審查。當(dāng) SaaS 應(yīng)用程序引入此類功能時(shí)，企業(yè)需要設(shè)置護(hù)欄來確保數(shù)據(jù)隱私和合規(guī)性。
3.RAG與微調(diào)的取舍
可以同時(shí)部署兩者或不部署兩者，而無需做出太多犧牲。人們可以將檢索增強(qiáng)生成 (RAG) 視為確保事實(shí)正確呈現(xiàn)且信息最新的一種方式，而微調(diào)則可以被視為可實(shí)現(xiàn)最佳模型質(zhì)量。微調(diào)很難，這導(dǎo)致一些模型供應(yīng)商不建議這樣做。它還包括過度擬合的挑戰(zhàn)，這會(huì)對(duì)模型質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。微調(diào)似乎受到多方壓力——隨著模型上下文窗口的增加和代幣成本的下降，RAG 可能成為企業(yè)的更好部署選擇。
在 RAG 的背景下， Cohere 最近推出的 Command R+ 模型是第一個(gè)在聊天機(jī)器人領(lǐng)域擊敗 GPT-4 的開放權(quán)重模型。Command R+ 是最先進(jìn)的 RAG 優(yōu)化模型，旨在為企業(yè)級(jí)工作流程提供支持。
四、寫在最后
這一波AI的部署始于更加智能的聊天機(jī)器人。20多個(gè)月過去，初創(chuàng)公司和企業(yè)已經(jīng)想出了如何將GenAI打包成Copilot，以增強(qiáng)人類的知識(shí)和技能。下一步自然是將多步驟工作流、記憶和個(gè)性化等內(nèi)容打包成智能體，以解決銷售和工程等多種職能中的用例。
可以預(yù)期的是，用戶的簡單提示將使Agent能夠?qū)σ鈭D進(jìn)行分類，將目標(biāo)分解為多個(gè)步驟并完成任務(wù)，無論是互聯(lián)網(wǎng)搜索、將身份驗(yàn)證分解為多種工具還是從過去的重復(fù)行為中學(xué)習(xí)。
想預(yù)訂夏威夷之旅、從你最喜歡的餐廳訂餐或管理個(gè)人財(cái)務(wù)嗎？未來諸位都能夠使用個(gè)性化Agent來安全地管理這些任務(wù)，這是有可能的，但從技術(shù)角度來看，我們距離這個(gè)未來還很遙遠(yuǎn)。
