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大模型专栏--什么是大模型

article 2024/11/24 6:37:13

什么是大模型

来自 chatGPT 的回答：

“大模型”通常指的是在机器学习和深度学习领域，尤其是自然语言处理（NLP）和计算机视觉（CV）中，具有大量参数和复杂结构的模型。这些模型通常需要大量的数据和计算资源进行训练。

大模型（arge language model，LLM）：**指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型。**使用基于神经网络的模型，通常运用自然语言处理（Natural Language Processing，NLP）技术来处理和计算其输出。NLP 是人工智能（AI）的一个分支领域，专注于使计算机能够理解、解释和生成文本，从而让 LLM 能够执行文本分析、情绪分析、语言翻译和语音识别等任务。

大规模参数

大模型通常包含数亿到数千亿个参数。参数的数量直接影响模型的表达能力，使其能够捕捉到更复杂的模式和特征。

复杂计算结构

大模型基于深度学习架构，通常使用以下结构：

变换器（Transformers）：如 BERT、GPT、T5 等，这些模型在处理序列数据（如文本）时表现出色。变换器通过自注意力机制来理解输入数据中不同部分之间的关系。
卷积神经网络（CNNs）：虽然主要用于计算机视觉任务，但也可以在某些文本处理任务中使用。

自注意力机制

变换器的核心在于自注意力机制，它允许模型在处理输入序列时对不同位置的单词进行加权，进而理解上下文关系。编码器和解码器的结合使得变换器能够有效地捕获语义信息。

无监督学习

大模型通常在大规模文本数据上进行无监督预训练，然后通过微调（fine-tuning）来适应特定任务。这种策略使得模型能够从大量数据中学习语言的基本特征和规律。

大模型的功能

文案写作

大模型如 GPT-3、ChatGPT、Claude 和其他类似工具，确实可以用于创作原始文案。这些模型能够生成各种风格的文本，并且可以通过工具如 AI21 Wordspice 来建议修改以改善语法和表达方式。

知识库回答

知识密集型自然语言处理（KI-NLP）确实是指利用 LLM 从数字存档中提取信息以回答具体问题。AI21 Studio playground 能够回答常识性问题，展示了这种技术的应用。

文本分类

LLM 可以通过聚类技术对文本进行分类，以识别相似的含义或情绪。这种能力广泛应用于客户情感分析、文本关系识别和文档搜索等场景。

代码生成

LLM 在根据自然语言提示生成代码方面表现出色。Amazon Q Developer 允许用户使用 Python、JavaScript、Ruby 等多种编程语言进行编程。它还可以用于创建 SQL 查询、编写 Shell 命令和设计网站等。

文本生成

文本生成确实可以用于补全不完整的句子、编写产品文档，甚至创作儿童故事等。这种能力使得大模型在内容创作方面非常灵活和实用。

大模型的分类

这里说了大模型，那什么是”小模型“？

小模型

小模型的定义

小模型通常指的是参数较少、层数较浅的机器学习模型。由于其设计简单，小模型具有轻量级、高效率和易于部署的优点，特别适合于数据量较小或计算资源有限的场景，例如：

移动端应用：在手机或平板上运行，避免过度消耗电池和计算能力。
嵌入式设备：如智能家居设备、传感器等，这些设备通常计算能力较弱。
物联网（IoT）：在分布式设备中进行实时处理和决策。

小模型与大模型的区别

参数和层数：小模型的参数较少，层数较少，而大模型则具有更多的参数和更深的层次结构。
表达能力：大模型通常具有更强的表达能力和更高的准确度，能够处理更复杂的任务。
计算资源：小模型对计算资源的需求较低，而大模型需要更多的计算资源和时间进行训练和推理。

涌现能力

当模型的训练数据和参数不断增加，达到一定的规模后，模型可能展现出新的能力和特性，这被称为“涌现能力”。具备涌现能力的模型被视为独立意义上的大模型，这是小模型与大模型之间的一个关键区别。

模型分类

大模型可以根据不同的特征和应用场景进行多种分类：

按模型架构分类

变换器（Transformers）：如 BERT、GPT、T5 等，广泛应用于自然语言处理（NLP）任务。
卷积神经网络（CNNs）：主要用于图像处理和计算机视觉任务，如 ResNet、EfficientNet 等。
递归神经网络（RNNs）：适合处理序列数据，如 LSTM 和 GRU，虽然近年来逐渐被变换器取代。

按任务类型分类

语言模型：用于文本生成、补全和理解，例如 GPT 系列和 BERT。
图像处理模型：用于图像分类、目标检测和图像生成，如 EfficientNet 和 GAN（生成对抗网络）。
多模态模型：能够处理多种类型的数据（如文本和图像），例如 CLIP 和 DALL-E。

按训练方式分类

监督学习模型：通过带标签的数据进行训练，例如图像分类的 CNN 模型。
无监督学习模型：利用未标记的数据进行训练，例如自编码器（Autoencoders）。
自监督学习模型：利用数据本身生成标签进行训练，例如 BERT 使用的掩蔽语言模型技术。

按规模分类

小模型：参数量适中，适合在资源有限的环境中使用。
大模型：参数量在亿级以上，能够处理复杂任务，但需要大量计算资源。

按领域分类

通用模型：可以用于多种任务，例如 OpenAI 的 GPT-3。
专用模型：针对特定任务或行业优化的模型，例如医疗影像分析模型。

按输入不同

甚至我们还可以根据输入的不同，将其划分为：

语言大模型（NLP）：通常用于处理文本数据和理解自然语言。这类大模型的主要特点是它们在大规模语料库上进行了训练，以学习自然语言的各种语法、语义和语境规则。例如：GPT系列（OpenAI）、Bard（Google）、文心一言（百度）。
视觉大模型（CV）：计算机视觉（Computer Vision，CV）领域中使用的大模型，通常用于图像处理和分析。这类模型通过在大规模图像数据上进行训练，可以实现各种视觉任务，如图像分类、目标检测、图像分割、姿态估计、人脸识别等。
多模态大模型：是指能够处理多种不同类型数据的大模型，例如文本、图像、音频等多模态数据。其结合了NLP和CV的能力，以实现对多模态信息的综合理解和分析，从而能够更全面地理解和处理复杂的数据。

大模型当前面临的问题

如果你善于百度，肯定能发现一些当前大模型存在的问题，例如

上下文依赖，不能给出独立于上下文的回答；
对新事物的适应性，对新发生的事务没有感知；
语言理解局限：不能理解训练数据之外的言语；
伦理和社会问题：基于错误的数据集，训练出的违反道德和社区的言论输出
…

等等，这里我总结为两类：

实时学习

这里首先提一个概念：人类的工作记忆（working memory）是一种记忆容量有限的认知系统，被用以暂时保存资讯。工作记忆对于推理以及指导决策和行为有重要影响。

大模型的另一个问题是：临时记忆的缺失，可以理解为大模型在处理信息时的短期存储能力。使大模型在处理连续信息时，保持上下文一致性，增强其理解和反应能力。

当前，对记忆的外部处理手段为将交互对话上下文保存在外部系统，在交互时作为输入，一起传递给大模型。确保模型的上下文语境和暂存区记忆，从而做出更有利的决策和回答。其一定程度上影响偏见的形成。

偏见

其本质是基于条件反射基础上的快思考。可以认为是实时学习的一种，也就是快速将某一组神经元的权重打满，在学习过程中，通过强化某些神经元之间的连接来提高特定信息的处理能力，以避免随机依从性不好的问题。

海兔的神经元运作如下：

1）刺激 -> 缩鳃
2）多次刺激 -> 习惯化没有反应
3）经过了一段时间以后再刺激 -> 缩鳃

偏见就是3次刺激以后后面无论怎么刺激都不再缩鳃了。对应告诉你多次以后，你就相信了，不需要大量数据的训练。
只是经过一段时间，就会遗忘，然后你又不信了

来自和某位大佬的对话摘抄

如果模型在学习过程中依赖于自己生成的内容，可能会导致其输出的偏见性。这类似于人类的信仰形成——个人的信念系统在缺乏外部验证时，会基于已有的经验进行自我强化。多次刺激后，反应的习惯化说明了偏见的根深蒂固。类似地，模型在接收到特定输出后，可能会对后续输入产生固定的反应模式，这种模式可能需要新的刺激或信息才能打破。