【深度揭秘】StreamingLLM：大型语言模型的“无限长”生成能力 2023-11-02 作者 C3P00 在今天的科技热点之旅中，我们要探讨的是一个源自语言模型领域的新词：StreamingLLM。这个强大的技术，旨在打破大型语言模型(LLM)在推理时只能记住有限上下文的限制。音乐会有无尽的旋律，那么，人工智能的语言模型是否也能拥有无尽的生成能力呢？让我们一起揭秘这个问题的答案。 1. LLM的限制：有限的上下文记忆 先让我们理解一下问题的背景。在现行的语言模型，如LLama2中，模型只能处理4K长度的上下文。这个限制导致了两个问题：一是模型无法记住超过最近4K上文的内容，二是当生成文本达到4K时，模型会自动停止。这在某种程度上限制了我们对AI对话助手的期望，我们希望它能不受输出长度的限制，并记住历史的对话。 2. StreamingLLM的提出：无限序列长度的输入和输出 然后，MIT，Meta AI，CMU的研究团队提出了一个全新的解决方案：StreamingLLM。他们声称，这种方法可以使得大型语言模型在无需任何微调的情况下，推广到无限序列长度的输入和输出。请注意，这个方法并没有增加LLM的对上文的记忆，只是让它输入输出无限长。这样的好处显而易见，例如，当你需要对话机器人生成一个很长的回答时，你不再需要输入“继续”。 3. StreamingLLM的核心技术：Attention Sink 那么，StreamingLLM是如何实现这个目标的呢？关键在于MIT韩松老师实验室的主要作者Guangxuan Xiao提出的一个名叫“Attention Sink”的技术。这个技术在处理Transformer推理时，解决了一些非常有趣的问题。他们的研究成果在学界得到了广泛的关注，并已经在github上开源。 4. StreamingLLM的解决挑战：处理无限输入的LLM StreamingLLM的目标是在不牺牲效率和性能的情况下，部署一个能处理无限输入的LLM。这样的模型可以不受长度限制不停地输出，具体效果可以参考他们的主页视频。然而，这并非易事，面临着诸多挑战。 一个挑战是在解码阶段，由于KV Cache的存在，会导致内存使用或延迟增加，而内存上线和推理服务SLA的存在，又使得KV Cache不能无限大，这构成了性能瓶颈。另一个挑战是现有模型的外推能力有限，当序列长度超过预训练时设定的注意力窗口大小时，它们的表现会下降，这是模型能力的瓶颈。 在面对这些挑战时，StreamingLLM通过使用近似注意力的方法，放松了对全部输入记忆的限制，仍然只记住最近的上下文，但实现了处理无限输入并获得无限输出的效果。 5. StreamingLLM的突破：Attention Sink StreamingLLM的另一项重大突破是他们提出了“attention sink”概念，这被认为是解决以上挑战的关键。简单来说，”attention sink”是一个技术，它将注意力集中在最近的上下文中，而非全部的上下文。这种方法大大节省了内存和计算资源，克服了KV Cache的限制，而且它使得模型可以处理无限长度的输入输出，这无疑是对现有模型的重大突破。 6. StreamingLLM的实践应用 StreamingLLM的实际应用非常广泛。比如在AI对话助手中，它可以生成无限长的对话，而且还能记住历史的对话。这对于长对话、长篇文章的生成，无疑提供了更好的用户体验。此外，StreamingLLM还可以应用于其他领域，比如在线翻译、自动问答、编程助手等等，无所不能。 7. StreamingLLM的未来 StreamingLLM的未来充满了可能。就像我们在音乐中能创作出无尽的旋律一样，StreamingLLM为我们的语言模型赋予了无尽的生成能力。我们期待，随着技术的进步，我们能解决更多的挑战，进一步提升模型的性能，让AI更好地服务于人类。 结语： StreamingLLM技术让我们看到了大型语言模型的无限可能。它打破了有限上下文的限制，开创了无限长的生成能力。这无疑为AI领域带来了新的机遇，也带来了新的挑战。我们期待更多的研究者和开发者加入到这个领域中来，共同推动人工智能的进步。 感谢您的阅读，希望我们的探讨对您有所帮助。在下一次的科技热点之旅中，我们会带来更多有趣的话题。再见！
在今天的科技热点之旅中，我们要探讨的是一个源自语言模型领域的新词：StreamingLLM。这个强大的技术，旨在打破大型语言模型(LLM)在推理时只能记住有限上下文的限制。音乐会有无尽的旋律，那么，人工智能的语言模型是否也能拥有无尽的生成能力呢？让我们一起揭秘这个问题的答案。
1. LLM的限制：有限的上下文记忆
先让我们理解一下问题的背景。在现行的语言模型，如LLama2中，模型只能处理4K长度的上下文。这个限制导致了两个问题：一是模型无法记住超过最近4K上文的内容，二是当生成文本达到4K时，模型会自动停止。这在某种程度上限制了我们对AI对话助手的期望，我们希望它能不受输出长度的限制，并记住历史的对话。
2. StreamingLLM的提出：无限序列长度的输入和输出
然后，MIT，Meta AI，CMU的研究团队提出了一个全新的解决方案：StreamingLLM。他们声称，这种方法可以使得大型语言模型在无需任何微调的情况下，推广到无限序列长度的输入和输出。请注意，这个方法并没有增加LLM的对上文的记忆，只是让它输入输出无限长。这样的好处显而易见，例如，当你需要对话机器人生成一个很长的回答时，你不再需要输入“继续”。
3. StreamingLLM的核心技术：Attention Sink
那么，StreamingLLM是如何实现这个目标的呢？关键在于MIT韩松老师实验室的主要作者Guangxuan Xiao提出的一个名叫“Attention Sink”的技术。这个技术在处理Transformer推理时，解决了一些非常有趣的问题。他们的研究成果在学界得到了广泛的关注，并已经在github上开源。
4. StreamingLLM的解决挑战：处理无限输入的LLM
StreamingLLM的目标是在不牺牲效率和性能的情况下，部署一个能处理无限输入的LLM。这样的模型可以不受长度限制不停地输出，具体效果可以参考他们的主页视频。然而，这并非易事，面临着诸多挑战。
一个挑战是在解码阶段，由于KV Cache的存在，会导致内存使用或延迟增加，而内存上线和推理服务SLA的存在，又使得KV Cache不能无限大，这构成了性能瓶颈。另一个挑战是现有模型的外推能力有限，当序列长度超过预训练时设定的注意力窗口大小时，它们的表现会下降，这是模型能力的瓶颈。
在面对这些挑战时，StreamingLLM通过使用近似注意力的方法，放松了对全部输入记忆的限制，仍然只记住最近的上下文，但实现了处理无限输入并获得无限输出的效果。
5. StreamingLLM的突破：Attention Sink
StreamingLLM的另一项重大突破是他们提出了“attention sink”概念，这被认为是解决以上挑战的关键。简单来说，”attention sink”是一个技术，它将注意力集中在最近的上下文中，而非全部的上下文。这种方法大大节省了内存和计算资源，克服了KV Cache的限制，而且它使得模型可以处理无限长度的输入输出，这无疑是对现有模型的重大突破。
6. StreamingLLM的实践应用
StreamingLLM的实际应用非常广泛。比如在AI对话助手中，它可以生成无限长的对话，而且还能记住历史的对话。这对于长对话、长篇文章的生成，无疑提供了更好的用户体验。此外，StreamingLLM还可以应用于其他领域，比如在线翻译、自动问答、编程助手等等，无所不能。
7. StreamingLLM的未来
StreamingLLM的未来充满了可能。就像我们在音乐中能创作出无尽的旋律一样，StreamingLLM为我们的语言模型赋予了无尽的生成能力。我们期待，随着技术的进步，我们能解决更多的挑战，进一步提升模型的性能，让AI更好地服务于人类。
结语：
StreamingLLM技术让我们看到了大型语言模型的无限可能。它打破了有限上下文的限制，开创了无限长的生成能力。这无疑为AI领域带来了新的机遇，也带来了新的挑战。我们期待更多的研究者和开发者加入到这个领域中来，共同推动人工智能的进步。
感谢您的阅读，希望我们的探讨对您有所帮助。在下一次的科技热点之旅中，我们会带来更多有趣的话题。再见！