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主要技术简记

Llama 3​

给 ｢大模型初学者｣ 的 LLaMA 3 核心技术剖析

整体结构​

自回归模型，与 GPT 相同预测下一个 token。

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均方根层归一化（RMS Layer Normalization）​

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SwiGLU 激活函数​

在生成文本之前，SwiGLU 会根据每个单词（word）或短语（phrase）与上下文的相关性（relevance）调整其重要性（importance）。

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旋转位置编码（Rotary Positional Embedding）​

旋转编码（Rotary Embeddings），简称 RoPE ，是 LLaMA 3 中采用的一种位置编码方式（position embedding）。

因此，在处理文本的过程中，RoPE 并未简单地将位置编码视作固定、静态的（fixed and static）元素，而是巧妙地融入了旋转（rotational）这一概念，使得表示方式更加灵活、多样化，能够更精准地把握文本序列内词语间的变化关系。这种灵活性赋予了 ChatGPT 等模型更强的能力，使其能更深刻地理解和生成自然流畅、逻辑连贯的文本内容，就如同在教室中采用动态座位布局（dynamic seating arrangement）能够激发更多互动式的讨论一样。

新的字节对编码（Tiktoken BPE）​

LLaMA 3 采用由 OpenAI 推出的 tiktoken 库中的字节对编码（Byte Pair Encoding, BPE），而 LLaMA 2 的 BPE 分词机制基于 sentencepiece 库。两者虽有微妙差异，但目前的首要任务是理解 BPE 究竟是什么。

先从一个简单的例子开始：假设有一个文本语料库（text corpus），内含 "ab", "bc", "bcd", 和 "cde" 这些词语。我们将语料库中所有单词拆分为单个字符纳入词汇表，此时的词汇表为 {"a", "b", "c", "d", "e"}。

接下来，计算各字符在文本语料库中的出现次数。在本例中，统计结果为 {"a": 1, "b": 3, "c": 3, "d": 2, "e": 1}。

  1. 随后，进入核心环节 ------ 合并阶段（merging process）。重复执行以下操作直至词汇表达到预定规模：第一步，找出频次最高的连续字符组合。 在本例中，频次最高的一对字符是 "bc"，频次为 2。然后，我们将这对字符合并，生成新的子词单元（subword unit）"bc"。合并后，更新字符频次，更新后的频次为 {"a": 1, "b": 2, "c": 2, "d": 2, "e": 1, "bc": 2}。我们将新的子词单元 "bc" 加入词汇表，使之扩充至 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc"}。
  2. 重复循环这一过程。 下一个出现频次最高的词对是 "cd"，将其合并生成新的子词单元 "cd"，并同步更新频次。更新后为 {"a": 1, "b": 2, "c": 1, "d": 1, "e": 1, "bc": 2, "cd": 2}。然后我们将 "cd" 加入词汇表，得到 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc", "cd"}。
  3. 延续此流程，下一个频繁出现的词对是 "de"，将其合并为子词单元 "de"，并将频次更新至 {"a": 1, "b": 2, "c": 1, "d": 1, "e": 0, "bc": 2, "cd": 1, "de": 1}。然后将 "de" 添加到词汇表中，使其更新为 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc", "cd", "de"}。
  4. 接下来，我们发现 "ab" 是出现频次最高的词对，将其合并为子词单元 "ab"，同步更新频次为 {"a": 0, "b": 1, "c": 1, "d": 1, "e": 0, "bc": 2, "cd": 1, "de": 1, "ab": 1}。再将 "ab" 添加至词汇表中，使其扩容至 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc", "cd", "de", "ab"}。
  5. 再往后，"bcd" 成为了下一个出现频次最高的词对，将其合并为子词单元 "bcd"，更新频次至 {"a": 0, "b": 0, "c": 0, "d": 0, "e": 0, "bc": 1, "cd": 0, "de": 1, "ab": 1, "bcd": 1}。将 "bcd" 添入词汇表，使其升级为 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc", "cd", "de", "ab", "bcd"}。
  6. 最后，出现频次最高的词对是 "cde"，将其合并为子词单元 "cde"，更新频次至 {"a": 0, "b": 0, "c": 0, "d": 0, "e": 0, "bc": 1, "cd": 0, "de": 0, "ab": 1, "bcd": 1, "cde": 1}。将 "cde" 添加入词汇表，这样词汇表就变为了 {"a", "b", "c", "d", "e", "bc", "cd", "de", "ab", "bcd", "cde"}。

此方法能够显著提升大语言模型（LLMs）的性能，同时能够有效处理生僻词及词汇表之外的词汇。TikToken BPE 与 sentencepiece BPE 的主要区别在于：TikToken BPE 不会盲目将已知的完整词汇分割。 比如，若 "hugging" 已存在于词汇表中，它会保持原样，不会被拆解成 ["hug","ging"]。