四行代碼讓大模型上下文暴增3倍，羊駝Mistral都適用
短文本能力也未損失
克雷西 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI
無需微調(diào)，只要四行代碼就能讓大模型窗口長度暴增，最高可增加3倍！
而且是“即插即用”，理論上可以適配任意大模型，目前已在Mistral和Llama2上試驗(yàn)成功。
有了這項(xiàng)技術(shù)，大模型（LargeLM）就能搖身一變，成為LongLM。
近日，來自得克薩斯農(nóng)工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的華人學(xué)者們發(fā)布了全新的大模型窗口擴(kuò)展方法SelfExtended（簡稱SE）。
在Mistral上，研究者在24k長度的文本中隨機(jī)插入5位數(shù)字讓模型搜索，結(jié)果經(jīng)SE處理后，呈現(xiàn)出了全綠（通過）的測試結(jié)果。
而未經(jīng)處理的版本，在6k長度時(shí)就已經(jīng)開始“見紅”了。
GitHub Copilot主創(chuàng)Alex Graveley也激動(dòng)地宣布，在Llama2上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)同樣取得了成功。
在網(wǎng)友的進(jìn)一步詢問之下，Alex解釋了推文中“work”的具體含義：原先在4k長度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)的噪聲，現(xiàn)在已經(jīng)消失了。
而對于SE窗口長度的極限，一位根據(jù)論文復(fù)現(xiàn)SE代碼的大佬表示，理論上（只要算力足夠）可以達(dá)到無限長。
那么，SE具體能達(dá)到什么樣的效果呢？
長文本能力顯著增強(qiáng)
在窗口長度從4096增長到16384的過程中，Llama 2的困惑度從一開始變飆升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
但使用SE后，文本長度變成了原來的4倍，困惑度卻只增加了0.4。
而在Mistral上，SE比Mistral自身采用的滑動(dòng)窗口（SWA）機(jī)制帶來了更低的困惑度。
△左下圖使用對數(shù)坐標(biāo)
在專為長文本模型設(shè)計(jì)的LongBench數(shù)據(jù)集中，SE處理后的模型在單/多文檔問答、總結(jié)、少樣本學(xué)習(xí)、代碼等任務(wù)中，評分均相比起原始版本有所提升。
特別是在一個(gè)名為SOLAR的模型上，處理后的模型在16k長度下的表現(xiàn)比原始版本在4k長度下的表現(xiàn)還要優(yōu)異。
SOLAR由兩個(gè)羊駝掐頭去尾拼接而成，這種拼接的方式，使得其注意力層結(jié)構(gòu)與其他基于Transformer的模型形成了一定差異。
同時(shí)，在GSM等由考試題組成的閉域問答任務(wù)中，SE優(yōu)化后的模型也都相比原始版本取得了更高的平均成績，在Mistral上稍遜于其自身的SWA方法。
而長文本能力的增強(qiáng)，并沒有帶來模型在短文本上的能力下降。
在HuggingFace的OpenLLM基準(zhǔn)下，SE版Llama2的測評成績相比原版均為發(fā)生顯著降低。
目前，SE的開箱即用版支持Phi、Llama和Mistral三種模型，在這三種模型上只需4行代碼就能進(jìn)行窗口擴(kuò)增。
對于其他模型，則需要對代碼進(jìn)行一定修改。
那么，SE是如何給模型增加窗口長度的呢？
兩種注意力機(jī)制共同作用
研究者認(rèn)為，長文本能力是大模型本身就具有的，但需要通過一定方法激發(fā)才能實(shí)現(xiàn)。
其中最主要的問題是，大模型在處理長文本時(shí)，會(huì)遇到相對位置編碼超出訓(xùn)練時(shí)所見范圍的情況。
針對這一情況，作者采用了FLOOR注意力機(jī)制作為解決策略。
FLOOR對輸入的文本序列進(jìn)行分組，然后用組數(shù)對某一token的絕對位置做取整除，就可以長距離將映射到較短的范圍。
然后，對這些映射值進(jìn)行注意力運(yùn)算，就解決了位置編碼超限的問題，實(shí)現(xiàn)了長文本的處理。
而在處理中短長度文本時(shí)，仍然使用模型原有的注意力機(jī)制，從而確保了模型不會(huì)“顧此失彼”，避免因長文本能力的增長導(dǎo)致短文本能力損失。
此外，在Mistral上復(fù)現(xiàn)SE的作者還坦言，目前該模型并不完美，可能存在計(jì)算量暴增的問題。
同時(shí)，SE的原作者也說，目前SE方法的確還沒有做過效率方面的優(yōu)化，未來計(jì)劃通過引入FlashAttention機(jī)制等策略來解決這一問題。
論文地址：
https://arxiv.org/abs/2401.01325
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