大型語言模型(LLM)的核心原理基于深度學習框架下的統計規律捕捉與上下文建模能力,其技術體系可分解為以下幾個關鍵層面:
一、基礎架構:Transformer與注意力機制
自注意力機制:使模型在處理某個詞元時能動態關注輸入序列中的所有其他詞元,計算相關性權重,從而精準捕捉長距離依賴關系。
多頭注意力:通過多個頭部并行關注不同特征空間的信息,提升模型對復雜語義關系的捕捉能力。
位置編碼:解決注意力機制缺乏順序信息的問題,通過添加特定數值到詞匯嵌入中,確保模型理解文本順序。
前饋神經網絡:在注意力機制后進行非線性變換,提取更深層次的語言特征。
二、訓練流程:從通用學習到任務適配
1、預訓練
目標:通過無監督學習從海量文本中學習通用語言規律。
任務類型:包括語言建模、掩碼語言建模、下一句預測等。
數據規模:涵蓋互聯網文本、書籍、代碼等多源數據,規模可達TB級。
2、微調
指令微調:引入有監督數據,教會模型理解人類指令。
對齊微調:通過人類反饋強化學習或直接偏好優化,讓模型輸出更符合人類價值觀。
三、生成邏輯:Token預測與迭代
Token化與嵌入:文本被分解為最小語義單元(Token),并通過嵌入層映射為高維向量表示。
概率預測:基于上下文計算下一個Token的概率分布,通過溫度參數控制生成多樣性。
解碼策略
貪婪解碼:選擇概率最高的Token,速度快但多樣性低。
采樣:按概率分布隨機選擇,增加多樣性但可能降低連貫性。
束搜索:維護多個候選序列,平衡質量與多樣性。
迭代生成:逐步擴展序列,直至生成完整文本。
四、關鍵技術支撐
高效訓練技術:采用混合精度訓練(FP16/FP8)、分布式訓練等技術加速訓練過程。
模型壓縮:通過剪枝、量化等技術減小模型體積,降低部署成本。
知識蒸餾:將大模型知識遷移至小模型,提升推理效率。
模態融合:將文本與其他模態(如圖像、音頻)結合,實現跨模態理解與生成。
總的來說,LLM的本質是通過海量數據訓練出的“統計語言機器”,其核心在于利用Transformer架構的注意力機制捕捉語言規律,并通過預訓練-微調范式實現從通用到專業的能力遷移。未來發展方向包括垂直領域專業化、多模態融合及可解釋性增強等。