深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域知名研究者、Lightning AI 的首席人工智能教育者 Sebastian Raschka 對(duì) AI 大模型有著深刻的洞察，也會(huì)經(jīng)常把一些觀察的結(jié)果寫成博客。在一篇 5 月中發(fā)布的博客中，他盤點(diǎn)分析了 4 月份發(fā)布的四個(gè)主要新模型：Mixtral、Meta AI 的 Llama 3、微軟的 Phi-3 和蘋果的 OpenELM。他還通過(guò)一篇論文探討了 DPO 和 PPO 的優(yōu)劣之處。之后，他分享了 4 月份值得關(guān)注的一些研究成果。

Mixtral、Llama 3 和 Phi-3：有什么新東西？

首先，從最重要的話題開始：4 月發(fā)布的主要新模型。這一節(jié)將簡(jiǎn)要介紹 Mixtral、Llama 3 和 Phi-3。下一節(jié)將會(huì)更詳細(xì)地介紹蘋果的 OpenELM。

Mixtral 8x22B：模型越大越好！

Mixtral 8x22B 是 Mistral AI 推出的最新款混合專家（MoE）模型，其發(fā)布時(shí)采用了寬松的 Apache 2.0 開源許可證。

這個(gè)模型類似于 2024 年發(fā)布的 Mixtral 8x7B，其背后的關(guān)鍵思路是將 Transformer 架構(gòu)中的每個(gè)前饋模塊替換成 8 個(gè)專家層。對(duì)于 MoE，這里就不多用篇幅解釋了，不過(guò)作者在今年的一月研究盤點(diǎn)中介紹 Mixtral 8x7B 時(shí)詳細(xì)介紹過(guò) MoE。

Mixtral 一篇博客文章給出了一張很有趣的圖，其中在兩個(gè)軸上比較了 Mixtral 8x22B 與其它幾個(gè) LLM：在常用的 MMLU 基準(zhǔn)上的建模性能以及活躍參數(shù)量（與計(jì)算資源需求有關(guān)）。

Mixtral 8x22B 與其它一些 LLM 的對(duì)比（基于博客 https://mistral.ai/news/mixtral-8x22b ）

Llama 3：數(shù)據(jù)越多越好！

Meta AI 在 2023 年 2 月發(fā)布的首個(gè) Llama 模型是開放式 LLM 的一步重大突破，也是開源 LLM 發(fā)展歷程的重要節(jié)點(diǎn)。因此很自然地，去年發(fā)布的 Llama 2 也振奮了每個(gè)人的心。現(xiàn)在 Meta AI 已經(jīng)開始發(fā)布的 Llama 3 模型也同樣振奮人心。

雖然最大的模型（400B 版本）依然還在訓(xùn)練之中，但他們已經(jīng)發(fā)布了大家熟悉的 8B 和 70B 版本。而且他們的表現(xiàn)很好！下面我們把 Llama 3 加入到上圖中。

Llama 3、Mixtral 和其它 LLM 的對(duì)比

整體上看，Llama 3 架構(gòu)幾乎與 Llama 2 完全一樣。它們之間的主要區(qū)別是 Llama 3 的詞匯庫(kù)更大以及 Llama 3 的更小型模型使用了分組查詢注意力（grouped-query attention）。至于什么是分組查詢注意力，可參閱本文作者寫的另一篇文章：https://magazine.sebastianraschka.com/p/ahead-of-ai-11-new-foundation-models

下面是用 LitGPT 實(shí)現(xiàn) Llama 2 和 Llama 3 的配置文件，這能清楚方便地展示它們的主要差異。

通過(guò) LitGPT 比較 Llama 2 和 Llama 3 的配置，https://github.com/Lightning-AI/litgpt

訓(xùn)練數(shù)據(jù)的規(guī)模

Llama 3 的性能之所以比 Llama 2 好很多，一大主要因素是其數(shù)據(jù)集大得多。Llama 3 的訓(xùn)練使用了 15 萬(wàn)億 token，而 Llama 2 只有 2 萬(wàn)億。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)很有趣，因?yàn)楦鶕?jù) Llama 3 博客所言：依照 Chinchilla 擴(kuò)展律，對(duì)于 8B 參數(shù)的模型，訓(xùn)練數(shù)據(jù)的最優(yōu)數(shù)量要少得多，大約為 2000 億 token。此外，Llama 3 的作者觀察到，8B 和 70B 參數(shù)的模型在 15 萬(wàn)億 token 規(guī)模上也展現(xiàn)出了對(duì)數(shù)線性級(jí)的提升。這說(shuō)明，即使訓(xùn)練 token 數(shù)量超過(guò) 15 萬(wàn)億，模型也能獲得進(jìn)一步提升。

指令微調(diào)和對(duì)齊

對(duì)于指令微調(diào)和對(duì)齊，研究者的選擇通常有兩個(gè)：通過(guò)近端策略優(yōu)化（PPO）或無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)模型的直接偏好優(yōu)化（DPO）實(shí)現(xiàn)使用人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RLHF）。有趣的是，Llama 3 的開發(fā)者對(duì)這兩者并無(wú)偏好，他們兩個(gè)一起用了?。ê竺嬉还?jié)會(huì)更詳細(xì)地介紹 PPO 和 DPO）。

Llama 3 博客表示 Llama 3 的研究論文會(huì)在下一個(gè)月發(fā)布，到時(shí)我們還能看到更多細(xì)節(jié)。

Phi-3：數(shù)據(jù)質(zhì)量越高越好！

就在 Llama 3 盛大發(fā)布一周之后，微軟發(fā)布了其新的 Phi-3 LLM。根據(jù)其技術(shù)報(bào)告中的基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果，最小的 Phi-3 模型也比 Llama 3 8B 模型更強(qiáng)，即便其大小要小一半。

Phi-3、Llama 3、Mixtral 與其它 LLM 的比較

值得注意的是，Phi-3（基于 Llama 架構(gòu)）訓(xùn)練使用的 token 數(shù)量比 Llama 3 少 5 倍，僅有 3.3 萬(wàn)億，而 Llama 3 則是 15 萬(wàn)億。Phi-3 甚至使用了和 Llama 2 一樣的 token 化器，詞匯庫(kù)大小為 32,064，這比 Llama 3 的詞匯庫(kù)小得多。

另外，Phi-3-mini 的參數(shù)量?jī)H有 3.8B，不到 Llama 3 8B 參數(shù)量的一半。

那么，Phi-3 有何秘訣？根據(jù)其技術(shù)報(bào)告，其更重視數(shù)據(jù)質(zhì)量，而不是數(shù)量：「經(jīng)過(guò)嚴(yán)格過(guò)濾的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和合成數(shù)據(jù)」。

其論文并未給出太多數(shù)據(jù)整編方面的細(xì)節(jié)，但其很大程度上承襲了之前的 Phi 模型的做法。本文作者之前寫過(guò)一篇介紹 Phi 模型的文章，參閱：https://magazine.sebastianraschka.com/p/ahead-of-ai-12-llm-businesses

在本文寫作時(shí)，人們依然不能肯定 Phi-3 是否正如其開發(fā)者許諾的那樣好。舉個(gè)例子，很多人都表示，在非基準(zhǔn)測(cè)試的任務(wù)上，Phi-3 的表現(xiàn)比 Llama 3 差得多。

結(jié)論

上面三個(gè)公開發(fā)布的 LLM 讓過(guò)去的 4 月成為了一個(gè)非常特殊的月份。而作者最喜歡的模型還是尚未談到的 OpenELM，這是下一節(jié)的內(nèi)容。

在實(shí)踐中，我們應(yīng)該如何選用這些模型呢？作者認(rèn)為這三種模型都有各自的吸引點(diǎn)。Mixtral 的活躍參數(shù)量低于 Llama 3 70B，但依然能維持相當(dāng)好的性能水平。Phi-3 3.8B 可能比較適合用于移動(dòng)設(shè)備；其作者表示，Phi-3 3.8B 的一個(gè)量化版本可以運(yùn)行在 iPhone 14 上。而 Llama 3 8B 可能最能吸引各種微調(diào)用戶，因?yàn)槭褂?LoRA 在單臺(tái) GPU 上就能輕松對(duì)其進(jìn)行微調(diào)。

OpenELM：一個(gè)使用開源訓(xùn)練和推理框架的高效語(yǔ)言模型系列

OpenELM 是蘋果公司發(fā)布的最新 LLM 模型套件和論文，其目標(biāo)是提供可在移動(dòng)設(shè)備上部署的小型 LLM。

類似于 OLMo，這篇 LLM 論文的亮眼之處是其詳細(xì)分享了架構(gòu)、訓(xùn)練方法和訓(xùn)練數(shù)據(jù)。

OpenELM 與其它使用同樣的數(shù)據(jù)集、代碼和權(quán)重的開源 LLM 的比較（這樣的模型不多，但都是開放的）。圖表來(lái)自 OpenELM 論文：https://arxiv.org/abs/2404.14619

先看一些最相關(guān)的信息：

• OpenELM 有 4 種相對(duì)較小且方便使用的大?。?70M、450M、1.1B 和 3B。
• 每種大小都有一個(gè)指令版本可用，其使用了拒絕采樣和直接偏好優(yōu)化進(jìn)行訓(xùn)練。
• OpenELM 的表現(xiàn)稍優(yōu)于 OLMo，即便其訓(xùn)練使用的 token 數(shù)量少 2 倍。
• 其主要的架構(gòu)調(diào)整是逐層擴(kuò)展策略。

架構(gòu)細(xì)節(jié)

除了逐層擴(kuò)展策略（細(xì)節(jié)后面談），OpenELM 的整體架構(gòu)設(shè)置和超參數(shù)配置與 OLMo 和 Llama 等其它 LLM 較為相似，見(jiàn)下圖。

OpenELM、最小的 OLMo 模型和最小的 Llama 2 模型的架構(gòu)和超參數(shù)比較。

訓(xùn)練數(shù)據(jù)集

他們從多個(gè)公共數(shù)據(jù)集（RefinedWeb、RedPajama、The PILE、Dolma）采樣了一個(gè)相對(duì)較小的子集，其中包含 1.8T token。這個(gè)子集比 OLMo 訓(xùn)練使用的數(shù)據(jù)集 Dolma 小 2 倍。但他們是依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行這個(gè)采樣的呢？

其中一位作者表示：「至于數(shù)據(jù)集，我們?cè)跀?shù)據(jù)集采樣方面沒(méi)有考慮任何理由，就是希望使用 2T token 規(guī)模的公共數(shù)據(jù)集（遵循 LLama 2 的做法）。」

訓(xùn)練 OpenELM 使用的 token 數(shù)量與數(shù)據(jù)集中的 token 原數(shù)量（請(qǐng)注意 token 的確切數(shù)量取決于所用的 token 化器）。圖表來(lái)自 OpenELM 論文。

逐層擴(kuò)展

其使用的逐層擴(kuò)展策略（基于論文《DeLighT: Deep and Light-weight Transformer》）非常有趣。從本質(zhì)上講，這個(gè)策略就是從早期到后期的 transformer 模塊逐漸對(duì)層進(jìn)行擴(kuò)寬。特別需要說(shuō)明，這個(gè)過(guò)程會(huì)保持頭的大小恒定，逐漸增加注意力模塊中頭的數(shù)量。前饋模塊的維度也會(huì)擴(kuò)展，如下圖所示。

LLM 架構(gòu)，來(lái)自作者的著作《Build a Large Language Model from Scratch》

作者表示：「我希望有一個(gè)在同樣的數(shù)據(jù)集上使用和不用逐層擴(kuò)展策略訓(xùn)練 LLM 的消融研究?！沟@類實(shí)驗(yàn)的成本很高，沒(méi)人做也就可以理解了。

但是，最早提出逐層擴(kuò)展策略的論文《DeLighT: Deep and Light-weight Transformer》中有消融研究，這是基于原始的編碼器 - 解碼器架構(gòu)在更小的數(shù)據(jù)集上完成的，如下所示。

標(biāo)準(zhǔn) transformer 模塊和采用了逐層（逐模塊）擴(kuò)展策略的 transformer 模塊的比較，來(lái)自 DeLighT 論文：https://arxiv.org/abs/2008.00623

LoRA 與 DoRA

OpenELM 團(tuán)隊(duì)還給出了一個(gè)意外之喜：比較了 LoRA 與 DoRA 在參數(shù)高效型微調(diào)方面的表現(xiàn)！結(jié)果表明，這兩種方法之間并不存在明顯的差異。

LoRA 和 DoRA 這兩種參數(shù)高效型微調(diào)方法之間的建模性能比較

結(jié)論

盡管 OpenELM 論文并未解答任何研究問(wèn)題，但它寫得很棒，詳細(xì)透明地給出了 OpenELM 的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。后面我們可能會(huì)看到更多 LLM 使用逐層擴(kuò)展策略。另外，蘋果不止發(fā)布了這一篇論文，也在 GitHub 上公布了 OpenELM 代碼：https://github.com/apple/corenet/tree/main/mlx_examples/open_elm

總之，這是很棒的成果，非常感謝其研究團(tuán)隊(duì)（以及蘋果）與我們分享！

在 LLM 對(duì)齊方面，DPO 是否優(yōu)于 PPO？

論文《Is DPO Superior to PPO for LLM Alignment? A Comprehensive Study》解答了一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。（https://arxiv.org/abs/2404.10719 ）

在介紹結(jié)果之前，我們先概述一下這篇論文的內(nèi)容：PPO（近端策略優(yōu)化）和 DPO（直接偏好優(yōu)化）都是通過(guò) RLHF（使用人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)）實(shí)現(xiàn)的用于對(duì)齊 LLM 的常用方法。

RLHF 是 LLM 開發(fā)過(guò)程的一大關(guān)鍵組件，其作用是將 LLM 與人類偏好對(duì)齊，這可提升 LLM 所生成響應(yīng)的安全性和實(shí)用性等。

典型的 LLM 訓(xùn)練周期

更詳細(xì)的解釋可參看作者上個(gè)月發(fā)布的文章：https://magazine.sebastianraschka.com/p/tips-for-llm-pretraining-and-evaluating-rms

RLHF-PPO 和 DPO 是什么？

最初的 LLM 對(duì)齊方法 RLHF-PPO 一直都是 OpenAI 的 InstructGPT 和 ChatGPT 中部署的 LLM 的主干技術(shù)。但是，最近幾個(gè)月，隨著 DPO 微調(diào)型 LLM 的涌現(xiàn)，情況發(fā)生了變化 —— 其對(duì)公共排行榜產(chǎn)生了重大影響。DPO 廣受歡迎的原因也許是其無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)的特性，這使得其更易使用：不同于 PPO，DPO 并不需要訓(xùn)練一個(gè)單獨(dú)的獎(jiǎng)勵(lì)模型，而是使用一個(gè)類似分類的目標(biāo)來(lái)直接更新 LLM。

獎(jiǎng)勵(lì)模型與 DPO 對(duì)比

現(xiàn)如今，公共排行榜上大多數(shù) LLM 都是使用 DPO 訓(xùn)練的，而不是 PPO。但不幸的是，在這里介紹的這篇論文之前，還沒(méi)人在同樣的數(shù)據(jù)集上使用同樣的模型比較 PPO 和 DPO 的優(yōu)劣。

PPO 通常優(yōu)于 DPO

論文《Is DPO Superior to PPO for LLM Alignment? A Comprehensive Study》中給出了大量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，但其中的主要結(jié)論是：PPO 通常優(yōu)于 DPO，且 DPO 更容易受到分布外數(shù)據(jù)的影響。

這里，分布外數(shù)據(jù)的意思是 LLM 之前訓(xùn)練所用的指令數(shù)據(jù)（使用監(jiān)督式微調(diào)）不同于 DPO 所用的偏好數(shù)據(jù)。舉個(gè)例子，一個(gè) LLM 首先在常用的 Alpaca 數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練完成，之后再在另一個(gè)帶有偏好標(biāo)簽的數(shù)據(jù)集上通過(guò) DPO 進(jìn)行微調(diào)。（為了提升在分布外數(shù)據(jù)上的 DPO 表現(xiàn)，一種方法是在 DPO 微調(diào)之前，添加一輪在偏好數(shù)據(jù)集上的監(jiān)督式指令微調(diào)。）

下圖總結(jié)了主要發(fā)現(xiàn)。

論文的主要發(fā)現(xiàn)

除了上面給出的主要結(jié)果，該論文還包含一些額外的實(shí)驗(yàn)和消融研究，感興趣的讀者可參看原論文。

最佳實(shí)踐

此外，這篇論文還包含了一些使用 DPO 和 PPO 時(shí)的最佳實(shí)踐推薦。

舉個(gè)例子，如果你使用 DPO，一定要確保首先在偏好數(shù)據(jù)上執(zhí)行監(jiān)督式微調(diào)。而在現(xiàn)有偏好數(shù)據(jù)上，迭代式 DPO 更優(yōu)于 DPO，這需要使用一個(gè)已有的獎(jiǎng)勵(lì)模型來(lái)標(biāo)注額外的數(shù)據(jù)。

如果你使用 PPO，則成功的關(guān)鍵因素包括較大的批量大小、advantage normalization 以及通過(guò)指數(shù)移動(dòng)平均進(jìn)行參數(shù)更新。

偏好數(shù)據(jù)示例，來(lái)自 Orca 數(shù)據(jù)集，https://huggingface.co/datasets/Intel/orca_dpo_pairs

總結(jié)

基于這篇論文的結(jié)果可知，如果使用得當(dāng)，那么 PPO 似乎優(yōu)于 DPO。但是，考慮到 DPO 的使用和實(shí)現(xiàn)都更簡(jiǎn)單，DPO 可能仍將是大家的首選方法。

作者推薦了一種實(shí)踐做法：如果你有基本真值獎(jiǎng)勵(lì)標(biāo)簽（這樣就不必預(yù)訓(xùn)練自己的獎(jiǎng)勵(lì)模型）或可以下載到領(lǐng)域內(nèi)獎(jiǎng)勵(lì)模型，就使用 PPO。其它情況就使用 DPO，因?yàn)樗?jiǎn)單。

另外，根據(jù) LLama 3 博客文章，我們也可以不糾結(jié)選哪一個(gè)：我們可以兩個(gè)一起用！舉個(gè)例子，Llama 3 就遵循以下流程：預(yù)訓(xùn)練→監(jiān)督式微調(diào)→拒絕采樣→PPO→DPO

四月發(fā)布的其它有趣論文

最后，作者 Sebastian Raschka 分享了自己在四月份看到的有趣論文。他表示即使與 LLM 成果大量涌現(xiàn)的前幾個(gè)月相比，四月份的看點(diǎn)依然很多。

• 論文：KAN: Kolmogorov–Arnold Networks
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.19756

Kolmogorov-Arnold Networks（KAN）是使用在邊上的可學(xué)習(xí)的基于 spline 的函數(shù)替換了線性權(quán)重參數(shù)，并且缺乏固定的激活參數(shù)。KAN 似乎是多層感知器（MLP）的一種頗具吸引力的新替代品，其在準(zhǔn)確度、神經(jīng)擴(kuò)展性能和可解釋性方面都有優(yōu)勢(shì)。

• 論文：When to Retrieve:Teaching LLMs to Utilize Information Retrieval Effectively
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.19705

這篇論文為 LLM 提出了一種定制版的訓(xùn)練方法，可教會(huì)它們?cè)诓恢来鸢笗r(shí)通過(guò)一個(gè)特殊 token <RET> 使用自己的參數(shù)記憶或外部信息檢索系統(tǒng)。

• 論文：A Primer on the Inner Workings of Transformer-based Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2405.00208

這篇入門解讀論文簡(jiǎn)要概述了用于解釋基于 Transformer 的僅解碼器語(yǔ)言模型所使用的技術(shù)。

• 論文：RAG and RAU:A Survey on Retrieval-Augmented Language Model in Natural Language Processing
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.19543

這篇綜述全面總結(jié)了檢索增強(qiáng)型 LLM—— 詳細(xì)給出了它們的組件、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和評(píng)估方法。

• 論文：Better & Faster Large Language Models via Multi-token Prediction
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.19737

這篇論文認(rèn)為，訓(xùn)練 LLM 同時(shí)預(yù)測(cè)多個(gè)未來(lái) token 而不只是接下來(lái)一個(gè) token 可以提升采樣效率，同時(shí)還能提升 LLM 在生成任務(wù)上的性能表現(xiàn)。

• 論文：LoRA Land:310 Fine-tuned LLMs that Rival GPT-4, A Technical Report
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2405.00732

LoRA 是使用最為廣泛的參數(shù)高效型微調(diào)技術(shù)，而這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn) 4 bit LoRA 微調(diào)的模型既顯著優(yōu)于其基礎(chǔ)模型，也優(yōu)于 GPT-4。

• 論文：Make Your LLM Fully Utilize the Context, An, Ma, Lin et al.(25 Apr),
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.16811

這項(xiàng)研究提出了 FILM-7B。這個(gè)模型使用了一種信息密集型方法訓(xùn)練得到，可以解決「中間丟失（lost-in-the-middle）」難題，即 LLM 無(wú)法檢索上下文窗口中間位置的信息的問(wèn)題。

• 論文：Layer Skip:Enabling Early Exit Inference and Self-Speculative Decoding
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.16710

LayerSkip 可以加快 LLM 的推理速度，為此其在訓(xùn)練階段使用了層丟棄和早退，并在推理階段使用了自推測(cè)解碼。

• 論文：Retrieval Head Mechanistically Explains Long-Context Factuality
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.15574

這篇論文探索了具有長(zhǎng)上下文能力的基于 Transformer 的模型在其注意力機(jī)制中如何使用特定的「檢索頭」來(lái)有效地檢索信息。從中揭示出這些頭是普適的、稀疏的、內(nèi)在的、動(dòng)態(tài)激活的，并且對(duì)于需要參考先驗(yàn)信息或推理的任務(wù)至關(guān)重要。

• 論文：Graph Machine Learning in the Era of Large Language Models (LLMs)
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14928

這篇綜述論文總結(jié)了圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和 LLM 正被逐漸整合起來(lái)提升圖和推理能力。

• 論文：NExT:Teaching Large Language Models to Reason about Code Execution
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14662

NExT 是一種通過(guò)教 LLM 學(xué)習(xí)分析程序執(zhí)行來(lái)提升 LLM 理解和修復(fù)代碼的能力的方法。

• 論文：Multi-Head Mixture-of-Experts
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.15045

這篇論文提出的多頭混合專家（MH-MoE）模型可解決稀疏混合專家的專家激活率低和難以應(yīng)對(duì)多語(yǔ)義概念的問(wèn)題，其做法是引入多頭機(jī)制，將 token 拆分成被多個(gè)專家并行處理的子 token。參看機(jī)器之心的報(bào)道《微軟讓 MoE 長(zhǎng)出多個(gè)頭，大幅提升專家激活率》。

• 論文：A Survey on Self-Evolution of Large Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14662

這篇論文全面總結(jié)了 LLM 的自進(jìn)化方法，并為 LLM 自進(jìn)化提出了一個(gè)概念框架，另外還給出了提升此類模型的難題和未來(lái)方向。

• 論文：OpenELM:An Efficient Language Model Family with Open-source Training and Inference Framework
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14619

蘋果提出的 OpenELM 是一個(gè)承襲自 OLMo 的 LLM 套件，包括完整的訓(xùn)練和評(píng)估框架、日志、檢查點(diǎn)、配置和其它可用于復(fù)現(xiàn)研究的工件。

• 論文：Phi-3 Technical Report:A Highly Capable Language Model Locally on Your Phone
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14219

Phi-3-mini 是基于 3.3 萬(wàn)億 token 訓(xùn)練的 3.8B 參數(shù) LLM，其基準(zhǔn)測(cè)試性能可以比肩 Mixtral 8x7B 和 GPT-3.5 等更大型模型。

• 論文：How Good Are Low-bit Quantized LLaMA3 Models?An Empirical Study
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.14047

這項(xiàng)實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，Meta 的 LLaMA 3 模型在超低位寬下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的性能下降。

• 論文：The Instruction Hierarchy:Training LLMs to Prioritize Privileged Instructions
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.13208

這項(xiàng)研究提出了一種用于 LLM 的指令層級(jí)結(jié)構(gòu)，使其可優(yōu)先處理受信任的 prompt，在無(wú)損其標(biāo)準(zhǔn)能力的前提下提升其應(yīng)對(duì)攻擊的穩(wěn)健性。

• 論文：OpenBezoar:Small, Cost-Effective and Open Models Trained on Mixes of Instruction Data
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.12195

這項(xiàng)研究使用來(lái)自 Falcon-40B 的合成數(shù)據(jù)以及 RLHF 和 DPO 等技術(shù)對(duì) OpenLLaMA 3Bv2 模型進(jìn)行了微調(diào)，使其憑借系統(tǒng)性過(guò)濾和微調(diào)數(shù)據(jù)以更小的模型規(guī)模實(shí)現(xiàn)了頂尖的 LLM 任務(wù)性能。

• 論文：Toward Self-Improvement of LLMs via Imagination, Searching, and Criticizing
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.12253

盡管 LLM 在多種任務(wù)上表現(xiàn)出色，但它們難以執(zhí)行復(fù)雜的推理和規(guī)劃。這里提出的 AlphaLLM 整合了蒙特卡洛樹搜索，可創(chuàng)建一個(gè)自我提升循環(huán)，從而無(wú)需額外的數(shù)據(jù)標(biāo)注也能提升 LLM 執(zhí)行推理任務(wù)的性能。

• 論文：When LLMs are Unfit Use FastFit:Fast and Effective Text Classification with Many Classes
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.12365

FastFit 是一個(gè)新的 Python 軟件包，可為語(yǔ)言任務(wù)快速準(zhǔn)確地處理具有很多相似類別的少樣本分類，其做法是整合批量對(duì)比學(xué)習(xí)和 token 層面的相似度分?jǐn)?shù)，可帶來(lái) 3-20 倍的訓(xùn)練速度提升，并且性能也優(yōu)于 SetFit 和 HF Transformers 等方法。

• 論文：A Survey on Retrieval-Augmented Text Generation for Large Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.10981

這篇綜述論文討論了檢索增強(qiáng)式生成（RAG）是如何將檢索技術(shù)與深度學(xué)習(xí)結(jié)合到了一起，這可讓 LLM 動(dòng)態(tài)集成最新信息。這篇文章還對(duì) RAG 過(guò)程進(jìn)行了分類，回顧了近期進(jìn)展并提出了未來(lái)研究方向。

• 論文：How Faithful Are RAG Models?Quantifying the Tug-of-War Between RAG and LLMs' Internal Prior
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.10198

提供正確的檢索信息通常能糾正 GPT-4 等大型語(yǔ)言模型的錯(cuò)誤，但不正確的信息往往會(huì)重復(fù)，除非被強(qiáng)大的內(nèi)部知識(shí)反擊。

• 論文：Scaling (Down) CLIP:A Comprehensive Analysis of Data, Architecture, and Training Strategies
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.08197

這篇論文探索了降低對(duì)比式語(yǔ)言 - 圖像預(yù)訓(xùn)練（CLIP）的規(guī)模以適配計(jì)算預(yù)算有限的情況。研究表明，高質(zhì)量的小規(guī)模數(shù)據(jù)集往往優(yōu)于大規(guī)模低質(zhì)量數(shù)據(jù)集，并且對(duì)于這些數(shù)據(jù)集，較小的 ViT 模型是最優(yōu)的。

• 論文：Is DPO Superior to PPO for LLM Alignment?A Comprehensive Study
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.10719

這項(xiàng)研究探索了直接偏好優(yōu)化（DPO）和近端策略優(yōu)化（PPO）在根據(jù)人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RLHF）中的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果使用得當(dāng)，PPO 可以在所有案例中超越所有其它替代方法。

• 論文：Learn Your Reference Model for Real Good Alignment
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.09656

這篇論文展現(xiàn)了新的對(duì)齊方法：信任區(qū)域直接偏好優(yōu)化（TR-DPO）。其會(huì)在訓(xùn)練階段更新推理策略；其優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，能提升在多個(gè)參數(shù)上的模型質(zhì)量 —— 在特定數(shù)據(jù)集上能帶來(lái)高達(dá) 19% 的性能提升。

• 論文：Chinchilla Scaling:A Replication Attempt
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.10102

該論文的作者試圖復(fù)現(xiàn) Hoffmann et al. 提出的一種用于估計(jì)計(jì)算最優(yōu)型擴(kuò)展律的方法，其中發(fā)現(xiàn)了與使用其它方法得到的原始估計(jì)不一致且難以置信的結(jié)果。

• 論文：State Space Model for New-Generation Network Alternative to Transformers:A Survey
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.09516

這篇論文給出了對(duì)狀態(tài)空間模型（SSM）的全面概述和實(shí)驗(yàn)分析。SSM 是 Transformer 架構(gòu)的一種高效型替代技術(shù)。這篇論文詳細(xì)說(shuō)明了 SSM 的原理，其在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)比較展現(xiàn)了其優(yōu)勢(shì)和潛在的未來(lái)研究方向。

• 論文：LLM In-Context Recall is Prompt Dependent
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.08865

這項(xiàng)研究評(píng)估了多種 LLM 在上下文中進(jìn)行回憶的能力。其做法是在文本塊中嵌入一個(gè)仿真陳述（factoid），然后評(píng)估模型在不同條件下檢索這個(gè)信息的性能，結(jié)果表明該性能會(huì)受到 prompt 內(nèi)容和訓(xùn)練數(shù)據(jù)中的潛在偏見(jiàn)的雙重影響。

• 論文：Dataset Reset Policy Optimization for RLHF
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.08495

這項(xiàng)研究提出了數(shù)據(jù)集重置策略優(yōu)化（DR-PO）。這是一種新的基于人類偏好的反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)（RLHF）算法，其能將離線的偏好數(shù)據(jù)集直接整合進(jìn)在線的策略訓(xùn)練，從而提升訓(xùn)練效果。

• 論文：Pre-training Small Base LMs with Fewer Tokens
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.08634

這項(xiàng)研究提出了繼承微調(diào)（Inheritune），可用于開發(fā)較小型的基礎(chǔ)語(yǔ)言模型。其做法是從大型模型繼承一小部分 transformer 模塊，然后在該大型模型的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)上進(jìn)行訓(xùn)練。結(jié)果表明這些小型模型的性能可比肩大型模型，盡管它們使用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和資源都少得多。

• 論文：Rho-1:Not All Tokens Are What You Need
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.07965

Rho-1 是一種新的語(yǔ)言模型，其訓(xùn)練過(guò)程并未采用傳統(tǒng)的下一 token 預(yù)測(cè)方法，而是在展現(xiàn)出更高超額損失的 token 上進(jìn)行選擇性的訓(xùn)練。

• 論文：Best Practices and Lessons Learned on Synthetic Data for Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.07503

這篇論文總結(jié)了 LLM 語(yǔ)境中的合成數(shù)據(jù)研究。

• 論文：JetMoE:Reaching Llama2 Performance with 0.1M Dollars, Shen, Guo, Cai, and Qin (11 Apr),
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.07413

JetMoE-8B 是一個(gè) 8B 參數(shù)的稀疏門控式混合專家模型，其訓(xùn)練使用了 1.25 萬(wàn)億 token，成本不到 10 萬(wàn)美元，但其憑每輸入 token 2B 參數(shù)和「僅僅」30000 GPU 小時(shí)數(shù)就在性能表現(xiàn)上超過(guò)了 Llama2-7B 等成本更高的模型。

• 論文：LLoCO:Learning Long Contexts Offline
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.07979

LLoCO 這種方法是將上下文壓縮、檢索和參數(shù)高效型微調(diào)與 LoRA 結(jié)合到一起，從而可以有效地?cái)U(kuò)展 LLaMA2-7B 模型的上下文窗口，使其可以處理多達(dá) 128k token。

• 論文：Leave No Context Behind:Efficient Infinite Context Transformers with Infini-attention
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.07143

這項(xiàng)研究提出了一種擴(kuò)展基于 transformer 的 LLM 的方法，使其可以高效處理無(wú)限長(zhǎng)的輸入。其思路是在單個(gè) transformer 模塊中組合使用多種注意力策略來(lái)處理具有廣泛上下文需求的任務(wù)。

• 論文：Adapting LLaMA Decoder to Vision Transformer
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.06773

這篇論文研究了基于 Llama 等僅解碼器 transformer LLM 來(lái)執(zhí)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)任務(wù)，其做法是使用后序列類別 token 和一種軟性掩碼策略等技術(shù)來(lái)修改標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué) Transformer（ViT）。

• 論文：LLM2Vec:Large Language Models Are Secretly Powerful Text Encoders
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.05961

這項(xiàng)研究提出了一種簡(jiǎn)單的無(wú)監(jiān)督方法，可將解碼器式的 LLM（如 GPT 和 Llama）轉(zhuǎn)換成強(qiáng)大的文本編碼器，其做法有三：1. 禁用因果注意掩碼、2. 掩碼式下一 token 預(yù)測(cè)、3. 無(wú)監(jiān)督對(duì)比學(xué)習(xí)。

• 論文：Elephants Never Forget:Memorization and Learning of Tabular Data in Large Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.06209

這篇論文聚焦于 LLM 中的數(shù)據(jù)污染和記憶形成等關(guān)鍵問(wèn)題，結(jié)果發(fā)現(xiàn) LLM 往往會(huì)記住常見(jiàn)的表格式數(shù)據(jù)，并且在訓(xùn)練期間見(jiàn)過(guò)的數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)更好，而這會(huì)導(dǎo)致過(guò)擬合。

• 論文：MiniCPM:Unveiling the Potential of Small Language Models with Scalable Training Strategies
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.06395

這項(xiàng)研究提出了一個(gè)新的資源高效型「小」語(yǔ)言模型系列，參數(shù)量范圍在 1.2B 到 2.4B 之間；其中使用的技術(shù)包括預(yù)熱 - 穩(wěn)定 - 衰減學(xué)習(xí)率調(diào)度器，這對(duì)連續(xù)預(yù)訓(xùn)練和領(lǐng)域適應(yīng)很有用。

• 論文：CodecLM:Aligning Language Models with Tailored Synthetic Data
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.05875

CodecLM 這個(gè)框架是使用編碼 - 解碼原理和 LLM 作為編解碼器自適應(yīng)地生成用于對(duì)齊 LLM 的高質(zhì)量合成數(shù)據(jù)，其中包含多種指令分布，能提升 LLM 遵循復(fù)雜多樣化指令的能力。

• 論文：Eagle and Finch:RWKV with Matrix-Valued States and Dynamic Recurrence
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.05892

Eagle 和 Finch 是基于 RWKV 架構(gòu)的新序列模型，其中引入了多頭矩陣狀態(tài)和動(dòng)態(tài)遞歸等功能。

• 論文：AutoCodeRover:Autonomous Program Improvement
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.05427

AutoCodeRover 是一種自動(dòng)化方法，其使用了 LLM 和高級(jí)代碼搜索通過(guò)修改軟件程序來(lái)解決 GitHub 問(wèn)題。

• 論文：Sigma:Siamese Mamba Network for Multi-Modal Semantic Segmentation
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.04256

Sigma 是一種使用 Siamese Mamba（結(jié)構(gòu)狀態(tài)空間模型）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多模態(tài)語(yǔ)義分割的方法，它將熱度和深度等不同模態(tài)與 RGB 相結(jié)合，可成為 CNN 和視覺(jué) Transformer 的替代方法。

• 論文：Verifiable by Design: Aligning Language Models to Quote from Pre-Training Data
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.03862

Quote-Tuning 可提升 LLM 的可信度和準(zhǔn)確度（相比于標(biāo)準(zhǔn)模型可提升 55% 到 130%），其做法是讓 LLM 學(xué)會(huì)更多地逐詞引用可靠來(lái)源。

• 論文：ReFT:Representation Finetuning for Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.03592

這篇論文提出了表征微調(diào)（ReFT）方法，該方法類似于參數(shù)高效型微調(diào)（PEFT），能通過(guò)僅修改模型的隱藏表征（而不是整套參數(shù)）來(lái)高效地適應(yīng)大型模型。

• 論文：CantTalkAboutThis:Aligning Language Models to Stay on Topic in Dialogues
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.03820

這篇論文提出了 CantTalkAboutThis 數(shù)據(jù)集，其設(shè)計(jì)目的是幫助 LLM 在面向任務(wù)的對(duì)話中不偏離話題（其中包括多種領(lǐng)域的合成對(duì)話，并具有分散話題的內(nèi)容，可以訓(xùn)練模型不偏離話題）。

• 論文：Training LLMs over Neurally Compressed Text
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.03626

這篇論文提出了一種在經(jīng)過(guò)神經(jīng)壓縮的文本（使用一個(gè)小型語(yǔ)言模型壓縮后的文本）上訓(xùn)練 LLM 的方法，其中使用了一種名為 Equal-Info Windows 的技術(shù) —— 作用是將文本分割成同等位長(zhǎng)的塊。

• 論文：Direct Nash Optimization:Teaching Language Models to Self-Improve with General Preferences
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02151

這篇論文提出了一種用于 LLM 后訓(xùn)練的方法：直接納什優(yōu)化（DNO）。該方法是使用來(lái)自預(yù)言機(jī)的偏好反饋來(lái)迭代式地提升模型性能，可成為其它 RLHF 方法的替代技術(shù)。

• 論文：Cross-Attention Makes Inference Cumbersome in Text-to-Image Diffusion Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02747

這篇論文探究了交叉注意力在文本條件式擴(kuò)散模型的推理階段的工作方式 —— 研究發(fā)現(xiàn)其會(huì)在一定位置穩(wěn)定下來(lái)，另外還發(fā)現(xiàn)：如果在這個(gè)收斂點(diǎn)之后繞過(guò)文本輸入，可在無(wú)損輸出質(zhì)量的情況下簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程。

• 論文：BAdam:A Memory Efficient Full Parameter Training Method for Large Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02827

BAdam 是一個(gè)內(nèi)存高效型優(yōu)化器，可以提升微調(diào) LLM 的效率，而且其使用便捷，僅有一個(gè)額外的超參數(shù)。

• 論文：On the Scalability of Diffusion-based Text-to-Image Generation
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02883

這篇論文通過(guò)實(shí)證研究了基于擴(kuò)散的文生圖模型的擴(kuò)展性質(zhì)。其中分析了擴(kuò)展去噪主干模型和訓(xùn)練集的效果，揭示出：交叉注意力和 transformer 模塊的效率會(huì)極大影響性能。另外，論文還給出了以更低成本提升文本 - 圖像對(duì)齊和學(xué)習(xí)效率的策略。

• 論文：Jailbreaking Leading Safety-Aligned LLMs with Simple Adaptive Attacks
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02151

這項(xiàng)研究揭示出：即使圍繞安全而構(gòu)建的最新 LLM 也會(huì)被自適應(yīng)技術(shù)輕松越獄。使用對(duì)抗性提示工程、利用 API 漏洞和 token 搜索空間限制等方法，對(duì)各種模型都能達(dá)到接近 100% 的越獄成功率。

• 論文：Emergent Abilities in Reduced-Scale Generative Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02204

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，如果能將預(yù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集的規(guī)模縮小和簡(jiǎn)化，非常「小」的 LLM（參數(shù)量從 1M 到 165M）也能展現(xiàn)出涌現(xiàn)性質(zhì)。

• 論文：Long-context LLMs Struggle with Long In-context Learning
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02060

LIConBench 是一個(gè)關(guān)注長(zhǎng)上下文學(xué)習(xí)和極端標(biāo)簽分類的新基準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，盡管 LLM 擅長(zhǎng)處理多達(dá) 20K token，但當(dāng)序列更長(zhǎng)時(shí)，它們的性能就下降了，只有 GPT-4 例外，這說(shuō)明在處理上下文信息豐富的文本方面，各個(gè)模型之間存在差距。

• 論文：Mixture-of-Depths:Dynamically Allocating Compute in Transformer-Based Language Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.02258

這篇論文提出的混合深度方法可讓基于 transformer 的語(yǔ)言模型為輸入序列的不同部分動(dòng)態(tài)地分配計(jì)算資源（FLOPs），從而可通過(guò)在每層選取特定的 token 進(jìn)行處理而實(shí)現(xiàn)對(duì)性能和效率的優(yōu)化。參看機(jī)器之心報(bào)道《DeepMind 升級(jí) Transformer，前向通過(guò) FLOPs 最多可降一半》。

• 論文：Diffusion-RWKV:Scaling RWKV-Like Architectures for Diffusion Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.04478

這篇論文提出的 Diffusion-RWKV 是用于 NLP 的 RWKV 架構(gòu)的一種變體，其中納入了用于圖像生成的擴(kuò)散模型。

• 論文：The Fine Line:Navigating Large Language Model Pretraining with Down-streaming Capability Analysis
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.01204

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)使用早期階段就能預(yù)測(cè)最終的 LLM，這有助于在預(yù)訓(xùn)練期間分析 LLM 并改進(jìn)預(yù)訓(xùn)練設(shè)置。

• 論文：Bigger is not Always Better:Scaling Properties of Latent Diffusion Models
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.01367

這項(xiàng)研究探討了隱擴(kuò)散模型的大小對(duì)不同步驟和任務(wù)的采樣效率有何影響。結(jié)果揭示出：在給定推理預(yù)算時(shí)，較小的模型往往能得到更高質(zhì)量的結(jié)果。參看機(jī)器之心報(bào)道《大模型一定就比小模型好？谷歌的這項(xiàng)研究說(shuō)不一定》。

• 論文：Do Language Models Plan Ahead for Future Tokens?
• 鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.00859