От токенов к векторам: как повысить эффективность языковых моделей

Автор: Денис Аветисян


Как Continuous Autoregressive Language Models (CALM) переходят от дискретной генерации токенов к непрерывному векторному пространству, увеличивая пропускную способность семантики и улучшая производительность.

🚀 Квантовые новости

Подключайся к потоку квантовых мемов, теорий и откровений из параллельной вселенной.
Только сингулярные инсайты — никакой скуки.

Присоединиться к каналу
Обучение генеративных моделей с различными головными функциями демонстрирует, что эффективность, измеряемая показателем Brier, варьируется в зависимости от выбранной архитектуры, указывая на необходимость тщательной оптимизации структуры модели для достижения наилучшей производительности.
Обучение генеративных моделей с различными головными функциями демонстрирует, что эффективность, измеряемая показателем Brier, варьируется в зависимости от выбранной архитектуры, указывая на необходимость тщательной оптимизации структуры модели для достижения наилучшей производительности.

Непрерывная авторегрессионная генерация как альтернатива традиционному моделированию языка.

Эффективность современных больших языковых моделей (LLM) принципиально ограничена последовательным, токен за токеном, процессом генерации. В данной работе, посвященной ‘Continuous Autoregressive Language Models’, предлагается новый подход, смещающий фокус с дискретных токенов на непрерывное векторное пространство. Авторы демонстрируют, что модели, предсказывающие не следующий токен, а следующий вектор, значительно повышают семантическую пропускную способность каждого шага генерации, снижая вычислительные затраты. Может ли переход к предсказанию векторов стать ключевым шагом на пути к созданию ультраэффективных и масштабируемых языковых моделей будущего?


Дискретные Токены: Предел Совершенства?

Традиционные большие языковые модели (LLM) полагаются на дискретные токены для представления текста, что создаёт вычислительные узкие места и затрудняет захват нюансов смысла. Обработка последовательности токенов для генерации текста требует значительных ресурсов. Огромный размер словаря токенов в LLM, в сочетании с последовательной обработкой, характерной для авторегрессивной генерации, ведёт к высоким вычислительным затратам. Эффективная обработка и генерация сложного текста становится всё проблематичнее с ростом масштаба моделей. В конечном итоге, каждое “революционное” улучшение лишь откладывает неизбежный технический долг.

Изменение веса расхождения Кульбака-Лейблера влияет на точность реконструкции автокодировщика и на показатель BrierLM, демонстрируя взаимосвязь между этими параметрами.
Изменение веса расхождения Кульбака-Лейблера влияет на точность реконструкции автокодировщика и на показатель BrierLM, демонстрируя взаимосвязь между этими параметрами.

Непрерывное Представление: Новый Взгляд на Эффективность

Непрерывное представление текста, кодирующее его в виде плотных векторов, является альтернативой дискретным токенам. Такой подход потенциально снижает вычислительные затраты, позволяя оперировать векторами напрямую. Автокодировщики предоставляют механизм для отображения фрагментов токенов в непрерывные векторные пространства, уменьшая размер входных данных и упрощая последующую обработку. Использование автокодировщиков – ключевой элемент в построении эффективных моделей для работы с большими объемами текста. Данный подход решает проблему вычислительной сложности, связанную с традиционными токен-ориентированными LLM. Эксперименты показали снижение числа операций с плавающей точкой (FLOPs) на 44% по сравнению с базовой моделью Transformer-S. Подсловная токенизация можно рассматривать как промежуточный шаг к полностью непрерывному представлению, уменьшающему размер словаря.

Размер фрагмента K оказывает влияние на компромисс между производительностью и вычислительными затратами, указывая на оптимальное значение для достижения наилучшего баланса.
Размер фрагмента K оказывает влияние на компромисс между производительностью и вычислительными затратами, указывая на оптимальное значение для достижения наилучшего баланса.

Генерация в Непрерывном Пространстве: Эффективность и Качество

Непрерывные авторегрессионные языковые модели используют непрерывные представления для генерации текста, потенциально повышая эффективность. Работа с непрерывным пространством позволяет оптимизировать процесс генерации и снизить вычислительные затраты. Energy Transformers – мощный механизм генерации текста в непрерывном пространстве, использующий энергетическую оценку для эффективной генерации векторных представлений за один шаг. Альтернативные методы включают модели Flow Matching и Diffusion Models, стремящиеся к эффективной генерации данных путем моделирования вероятностного распределения в непрерывном пространстве. Строгие правила оценки (Strictly Proper Scoring Rules) необходимы для обучения и оценки моделей, стимулируя точные вероятностные прогнозы и обеспечивая правильную оценку уверенности в генерируемом тексте.

Отказ от Правдоподобия: Эффективность и Оценка

Метод Likelihood-Free Inference открывает новые возможности для генеративного моделирования в непрерывных пространствах, устраняя необходимость в сложных вычислениях вероятностей. В качестве надежной метрики для оценки качества сгенерированного текста был адаптирован показатель Brier Score, получивший обозначение BrierLM. Эксперименты показали, что BrierLM достигает сопоставимых результатов с базовыми моделями, одновременно снижая количество операций с плавающей точкой (FLOPs) при выводе на 34%. Для контролируемой генерации разнообразных текстовых примеров используется Temperature Sampling, поддерживаемый такими техниками, как Bernoulli Factory. Оптимальная производительность была достигнута при весе KL (β) равном 0.001 и размерности латентного пространства (l) равной 128. В конечном итоге, каждая новая “революция” лишь откладывает неизбежный технический долг.

Совместное распределение перекрёстной энтропии и показателя BrierLM варьируется между различными моделями и точками обучения, выявляя различия в их калибровке и предсказательной способности.
Совместное распределение перекрёстной энтропии и показателя BrierLM варьируется между различными моделями и точками обучения, выявляя различия в их калибровке и предсказательной способности.

Наблюдатель отмечает, что стремление к непрерывности в генерации языковых моделей, как предлагается в CALM, не избегает участи любой сложной системы. Увеличение «семантической пропускной способности» каждого шага генерации, хоть и повышает эффективность, лишь откладывает неизбежное – столкновение с реальностью продакшена. Как точно подметил Брайан Керниган: «Любая абстракция умирает от продакшена». В CALM, переход к непрерывному векторному пространству – это элегантная попытка обойти ограничения дискретных токенов, но и она, в конечном итоге, будет подвергнута проверке на прочность реальными нагрузками и данными. Всё, что можно задеплоить — однажды упадёт, и эта закономерность не щадит даже самые передовые архитектуры.

Что Дальше?

Предложенный подход к непрерывным авторегрессионным моделям, безусловно, расширяет семантическую пропускную способность каждого шага генерации. Однако, архитектура — это не схема, а компромисс, переживший деплой. Переход в непрерывное пространство не решает проблему уязвимости моделей к непредсказуемым искажениям данных, а лишь переносит её в другую размерность. Энергетические модели, лежащие в основе, неизбежно столкнутся с необходимостью точного определения энергетических ландшафтов, что, как известно, требует вычислительных ресурсов, сопоставимых с масштабом решаемых задач.

Всё, что оптимизировано, рано или поздно оптимизируют обратно. Повышение эффективности генерации, достигнутое за счет непрерывного представления, может быть нивелировано сложностью обучения и необходимости адаптации существующих методов оценки качества. Проблема строго корректных правил оценки остается актуальной, и её решение, вероятно, потребует переосмысления фундаментальных принципов измерения близости в непрерывном пространстве.

Попытки увеличить семантическую пропускную способность — это, по сути, попытки реанимировать надежду на создание действительно «понимающих» моделей. Но каждое новое усложнение архитектуры лишь добавляет слоев абстракции, отделяющих модель от реальности. В конечном итоге, неизбежно возникнет необходимость переосмысления самой концепции «понимания» в контексте искусственного интеллекта.


Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2510.27688.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2025-11-03 20:52