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原理
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用通俗的话讲清 AI 怎么工作：从人工神经元到 Transformer、预训练和推理模型。
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玻尔兹曼机玻尔兹曼机是一种用全局能量给每种网络配置打分、并用随机学习算法训练的神经网络。它由杰弗里·辛顿与特里·塞诺夫斯基提出，把能量模型带进了认知科学与机器学习。分词（Tokenization）分词（tokenization）把文本切成语言模型真正处理的词元；今天多数系统用字节对编码（BPE）实现，这一 1994 年的压缩算法在 2015 年被引入机器翻译。主题模型主题模型把文档表示为主题的混合，用潜在主题为文本集合提供紧凑的统计描述；2003 年的 Latent Dirichlet Allocation 论文将这一思想形式化为分层贝叶斯模型。深度神经网络声学建模深度神经网络声学建模用多层网络把语音映射为音素等单元。2010 年 NIPS 论文用深度信念网络与均值-协方差 RBM 提取语音特征，在 TIMIT 上取得 20.5% 音素错误率。变分自编码器变分自编码器是一种生成模型：编码器把输入映射为隐空间上的分布，解码器从采样结果重建输入，训练时最大化数据似然的下界。生成对抗网络生成对抗网络让一个生成器和一个判别器在零和博弈中相互竞争，生成器因此学会模仿训练数据的分布；2014 年由 Ian Goodfellow 等人提出，此后衍生出一系列图像生成架构。注意力机制注意力机制衡量序列中每个元素相对于其他元素的重要程度并给出权重，使模型能直接读取输入的任意位置。它是 transformer 的核心运算。注意力与自注意力注意力机制让神经网络按相关程度为输入各部分分配权重。自注意力（self-attention）将其用于序列内部，是 Transformer 的核心运算。位置编码序列模型（尤其是 Transformer）的组成部分，把每个词元的位置编码成向量，让本身不分先后的注意力感知顺序；形式从原版 Transformer 的正弦编码一直到 RoPE、ALiBi。深度伪造深度伪造（deepfake）指用人工智能生成或修改的图像、视频和音频，属于合成媒体。「深度伪造」由「深度学习」与「假」组合而成，2017 年末出现后成为这类内容的通称。Transformer 架构Transformer 是2017年提出的神经网络架构，用自注意力取代了循环和卷积结构，今天大多数大语言模型都以它为基础。扩散模型扩散模型（diffusion models）学习逆转逐步加噪的过程，从噪声出发逐步去噪以生成图像。潜在扩散（latent diffusion）是 Stable Diffusion 的基础。推测解码（Speculative decoding）推测解码是一种加速大模型文本生成的算法：小模型先提出若干候选词，大模型对这些候选并行检查，在输出完全不变的前提下更快地生成。文本水印（Watermarking）文本水印是在语言模型生成的文字里嵌入一种人看不见、但程序能从一小段词元中检测出来的信号，用来判断一段文本是否出自某个模型。测试时计算（Test-time compute）测试时计算指模型答题时额外投入的算力，而非训练阶段已固化在参数中的算力。Snell 等人 2024 年 8 月的研究表明，按题目难度分配这份算力，能让小模型在同等总计算量下胜过大得多的模型。无监督学习无监督学习让算法在没有标签的数据上自行找出结构，如聚类、降维与生成建模。从伊辛模型、玻尔兹曼机到变分自编码器，它是聚类工具与神经生成模型背后的框架。上下文窗口（Context window）上下文窗口（context window）是模型生成回答时能够参照的全部文本，以 token 计量，回答本身也计入其中。窗口的大小，以及模型能否均匀地用上窗口内容，共同决定了它实际能做什么。长上下文（Long context）长上下文指模型一次能接收并加以利用的大量输入，如今可达数百万词元；但窗口大不等于用得好，能否在长输入中准确定位信息是另一回事。键值缓存（KV cache）键值缓存把模型为先前 token 算出的键和值保存下来，生成新词时直接复用而不重算。它的显存占用是决定一台服务器能同时服务多少请求的关键。合成数据（Synthetic data）合成数据是由模型生成、而非从人或从网上收集的训练材料。phi-1 的实验显示，混入模型生成的「教科书」后，一个小规模代码模型也能在代码基准上取得不错的成绩，说明数据质量本身影响能力。