2017 年的序列模型建立在循環或卷積之上,一次只處理序列的一個片段。循環機制迫使模型必須先完成第一步,才能進行第二步,因此長距離脈絡的學習速度緩慢,也難以在硬體上平行化。

Transformer 借鑒了一個稱為注意力的概念,並將其推展到邏輯上的極致:完全捨棄循環機制,讓每個位置在一次運算中與其他所有位置進行比較。每個詞都能衡量其他每個詞的重要性,再決定下一步。

由於整個序列可以平行處理,訓練能更輕鬆地擴展到多個 GPU。在 WMT 2014 英德翻譯任務上,該模型以超過 2 個 BLEU 分的差距擊敗先前的最佳成績;在英法翻譯任務上,它則在八個 GPU 上訓練 3.5 天後創下單一模型紀錄——訓練成本僅是當時領先模型的一小部分。

這項洞見是一種簡化,而非更大的模型:透過移除序列瓶頸,網路得以低成本且大規模地學習長距離關係。

讓每個詞元都能關注每個詞元

注意力讓每個詞元能在單次平行處理中,與其他所有詞元建立脈絡關聯,無論彼此相距多遠。

平行處理意味著模型訓練更快,並更有效率地運用現有硬體。

此架構具有泛化能力,無需針對特定任務進行調整,即可在翻譯與成分剖析上達到強勁成果。

捨棄循環機制是移除結構性瓶頸,而非調整超參數,這項架構變革在各處都帶來回報。

以平行流程取代序列流程是一項結構性優勢——決定你能學到什麼上限的,是架構,而不只是資料。

Transformer 成為幾乎所有現代語言模型背後的架構,包括 2020 年代的大型聊天模型,因為它能以循環網路無法做到的方式隨資料與運算量擴展。它以平行注意力取代循環機制,是現代軟體中最具影響力的單一架構決策之一。

追溯依據

參考來源

  1. Attention Is All You Need arXiv · arxiv.org
  2. Transformer (deep learning architecture) Wikipedia · en.wikipedia.org