本文来自微信公众号:量子位(ID:QbitAI),作者:明敏,原文标题:《谷歌更新Transformer架构,更节省计算资源!50%性能提升》,题图来自:视觉中国(谷歌CEO Sundar Pichai)

谷歌终于更新了Transformer架构。

最新发布的Mixture-of-Depths(MoD),改变了以往Transformer计算模式。

它通过动态分配大模型中的计算资源,跳过一些不必要的计算,显著提高训练效率和推理速度。

结果显示,在等效计算量和训练时间上,MoD每次向前传播所需的计算量更小,而且后训练采样过程中步进速度提高50%。

这一方法刚刚发布,就马上引发关注。

MoE风头正盛,MoD已经来后浪拍前浪了?

还有人开始“算账”:

听说GPT-4 Turbo在Blackwell上提速30倍,再加上这个方法和其他各种加速,下一代生成模型可以走多远?

所以MoD如何实现?

迫使大模型关注真正重要信息

这项研究提出,现在的大模型训练和推理中,有很多计算是没必要的

比如预测下一个句子很难,但是预测句子结束的标点符号很简单。如果给它们分配同样的计算资源,那么后者明显浪费了。

在理想情况下, 模型应该只给需要准确预测的token分配更多计算资源。

所以研究人员提出了MoD。

它在输入序列中的特定位置动态分配FLOPs(运算次数或计算资源),优化不同层次的模型深度中的分配。

通过限制给定层的自注意力和MLP计算的token数量,迫使神经网络学会主要关注真正重要的信息。

因为token数量是事先定义好的,所以这个过程使用一个已知张量大小的静态计算图,可以在时间和模型深度上动态扩展计算量。

下图右上图中的橙色部分,表示没有使用全部计算资源。

这种方法在节省计算资源的同时,还能提高效率。

这些模型在等效的FLOPs和训练时间上与基线性能相匹配,但每次前向传播所需的FLOPs更少,并且在训练后采样时提速50%。

对比来看,如果为每一个token生成一个概率分布,每个token根据最高概率被送去对应的“专家”,可能会导致负载不平衡。

如果反过来,这能保障负载平衡,但是可能导致某些token被过度处理或处理不足。

最后来看论文中使用的Expert-choice MoD,router输出的权重被用于确定哪些token将使用Transformer计算。权重较大的token将参与计算,权重较小的token将通过残差连接绕过计算,从而解决每次向前传播的FLOPs。

最后,研究团队展示了MoD在不同实验中的性能表现。

首先,他们使用相对较小的FLOP预算(6e18),以确定最佳超参数配置。

通过这些实验,作者发现MoD方法能够“拉低并向右推移”isoFLOP基线曲线,这意味着最优的MoD方法在更低的损失水平上拥有更多的参数。

通过isoFLOP分析,比较6e18、2e19和1e20 FLOPs的总计算预算下的模型性能。

结果显示,在更多FLOP预算下,FLOPs最优的MoD仍然比基线模型有更多的参数。

存在一些MoD变体,在步骤速度上比isoFLOP最优基线模型更快,同时实现更低的损失。这表明在训练之外,MoD的计算节省仍然有效。

同时,研究团队还探讨了MoD和MoE结合的可能性——MoDE。

结果表明,两者结合能提供更好的性能和更快的推理速度。

网友联想到了ResNet

MoD推出后马上引发了不小关注。

有人感慨,MoE还没有弄清楚呢,MoD都已经来了。

这么高效的方法,让人马上联想到了ResNet。

不过和ResNet不同,MoD跳过连接是完全绕过层的。

还有人表示,希望这种方法是完全动态的,而不是每个层固定百分比。

这项研究由DeepMind和麦吉尔大学共同参与,主要贡献者是David Raposo和Adam Santoro。

他们二人都是DeepMind的研究科学家。此前共同带来了神作Relational inductive biases, deep learning, and graph networks

这篇论文目前被引次数超过3500次,论文核心定义了Inductive Bias(归纳偏置)概念。


论文地址:https://arxiv.org/abs/2404.02258

参考链接:

[1]https://twitter.com/TheSeaMouse/status/1775782800362242157

[2]https://twitter.com/_akhaliq/status/1775740222120087847

本文来自微信公众号:量子位(ID:QbitAI),作者:明敏

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