Attention虽强,但不是万能。Transformer≠最终解法,而是阶段性最优。“让每个FLOPs都有意义”才是架构设计的最终目标。将SSM层与注意力层按一定比例混合能带来更强大的模型。
这一工作方式有点像人类的大脑——不断接收新信息(输入),并将其压缩、总结成一个固定大小的“隐藏状态”(即模型的内部记忆),一旦模型需要处理新信息时,它只与这个总结过的“记忆”互动,而不是回顾所有旧细节。
第二,处理长序列信息时,其计算成本与序列长度呈线性关系(不会突然急剧上升),且无论输入序列有多长,模型在推理过程中所需的内存量都是固定的(适合资源有限的环境)。
早期SSMs以固定不变的方式更新状态,适合处理音频(信息变化规律)但不适合处理语言(信息速率变化快、需要选择性记忆)数据。
而Mamba通过引入“选择性SSMs”解决了这个问题,与经典RNN“门控机制”相似,它可以根据当前输入数据来决定哪些信息该记住,哪些该遗忘。
会把收到的每一个信息(通常是经过Tokenization处理的“token”)都完整记录下来,并储存在一个叫做“KV缓存”的临时记忆区中。当模型需要处理新信息时,它会回顾并比较所有以前储存过的“token”。
这使得它在处理已经过预处理、每个“token”都具有明确含义的数据时表现出色。如经过分词(Tokenization)处理的文本,每个词都带有语义,Transformer就能很好地利用它们。
而且已有实验证据表明,在未经Tokenization处理的数据上,SSMs的表现显著优于Transformer,即使Transformer被允许使用更多的计算资源。这进一步强调了Transformer在处理非语义化“token”数据时的弱点。
作者明确表示,他的主张不仅仅关乎计算效率(尽管简化数据可以减少注意力机制的二次复杂度开销),而是一个更强烈的声明,即Transformer在建模能力上存在固有的局限性。
在他看来,虽然Transformer目前很流行,但它们远非计算资源转化的最优选择,而要设计新的架构,一个重要衡量标准是每个FLOPs(算力)能否物尽其用,快速转化为模型能力。
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