大模型的胜负手已经不在结构,而在效率

Paul 这一讲一开场就先打了个预防针:今天讲的是高度浓缩版的内容,MIT 隔壁的 ALP 那门课才是正经讲大模型,这里只是个高空俯瞰。听到一半我反而觉得,这种”俯瞰”才是真正值钱的。他把一个被无数公众号、技术博客、综述论文反复嚼过的题目,用 60 分钟拉出了一根主线,而这根主线和外面的喧嚣并不重合。

外面在喊”下一代架构是什么”、”Transformer 要被取代了吗”、”Mamba/RWKV/线性注意力会不会赢”。Paul 给的答案极其朴素:怎么改架构都差不多,真正的差距在你用同样的算力能塞进去多少数据。这一讲的所有招式,LoRA、MoE、量化、指令微调、偏好对齐,都是为这一句话服务的。

这是 MIT《How to AI (Almost) Anything》的第 9 讲(原视频),主题是 大型基础模型。

总判断:架构同质化,效率定胜负

Paul 在讲到 MoE(混合专家)和量化那一段时,顺口说了句很关键的话:”人们发现,不管你怎么改架构,只要在足够大的多样数据上训练,模型表现都差不多。所以现在你能看到的最大的提升,几乎全部来自把模型训得更省,这样你才能在同样的算力预算下塞进更多数据。”

把这句话翻译一下:Transformer 这条主线已经基本定型了,decoder-only 一统江湖,encoder-only 退守文本分析小生态,encoder-decoder 几乎绝迹。下一步谁赢谁输,不再看你用了多花哨的结构,而看你用同样一块 H100 能跑出多少 token、能把推理压到几比特、能把训练成本拍到多低。

这个判断对从业者特别重要,因为它直接决定了你该把精力花在哪里。

从 RNN 到 Transformer:为什么 decoder-only 赢了

Paul 把模型架构的演化讲得很干净。

RNN(循环神经网络)的好处是隐状态固定大小,输入再长模型也不变胖。但有两个硬伤:一是必须一个 token 一个 token 地处理,计算时间随长度线性增长;二是越往后,前面的信息越容易被忘掉。你读到这句话的末尾,可能已经记不清开头说了什么。

Transformer 用全局注意力解决了这两件事:任何一个词都可以和任何另一个词直接发生关系,理论上最大交互距离是 1。代价是计算复杂度从 O(n) 变成 O(n²):你有一万个 token,就要做一亿次配对计算,塞一篇 Wikipedia 进去算力立刻爆炸。所以才有了”线性注意力”这一波探索:把长文档切块,块内做注意力,块间用 RNN 风格聚合,合起来是 Transformer 和 RNN 的折中。

架构上分三类,Paul 说得很直接:

• encoder-only:双向注意力,中间词能同时看前后。代表是 2018 年的 BERT,3.4 亿参数,在当时算大模型,放今天是小不点。它擅长情感分析、文本理解这种”看完整段再判断”的任务。
• encoder-decoder:Paul 说”我不觉得现在还有什么主流模型在用这个设计”。这一句话基本宣判了 T5 那条路线的终结。
• decoder-only:只能看过去不能看未来,从 GPT-1 的 1.17 亿参数一路滚到 GPT-3 的 1750 亿,所有今天叫得出名字的大模型都是这一类。

为什么 decoder-only 赢了?Paul 给了两个理由,一个偏哲学一个偏工程。哲学上,语言生成本来就是单向的,你说话的时候并不知道下一个词是什么,decoder 的因果掩码恰好建模了这一点。工程上,不用算”看未来”的注意力,训练和推理都更省算力。在今天这个算力就是命的环境里,后者足以决定胜负。

真正的杠杆是数据规模

为什么大模型这么神?Paul 用一组数字把答案敲在了桌面上。

学术界最大的问答数据集 SQuAD 2.0,大约 5000 万 token。预训练用的 DataComp-LM 数据集,250 万亿 token。整个互联网索引下来,估算 510 万亿。最大的”题库”和真正用来训练的”全网文本”之间,差着 1000 万倍。

把这个数字翻译一下:你过去能给一个模型看的训练数据,只够覆盖一小撮特定任务;现在你能给它看的,几乎是整个互联网上人类说过的话。任务、领域、语种、写法,什么都有。这就是为什么 LLM 看起来”啥都会”:它不是真的懂每一件事,而是这个尺度的数据里,几乎每个你想得到的任务都有人写过类似的句子。

听众里 David 问了一个特别犀利的问题:”3100 万亿总量、510 万亿被搜索引擎索引,为什么剩下的没被索引?”Paul 的回答也老实:搜索引擎只能爬到有其他网页指向的那部分,公司内网、政府内部数据、暗网,这些都不在里面。所以”互联网级训练数据”里其实有相当大一块是估算,真实可用的还是被索引的那一截。这对企业自有数据的价值是个利好:内网知识库是一座几乎没被任何大模型碰过的金矿。

scaling law 在偷偷转向

Paul 提了一个对实际选型很要紧的趋势变化。

2022 年 Chinchilla 那篇论文给出的”标准配方”是 70B 参数配 1.4T token,模型大小和数据量大致 1:20。当时所有人按这个比例算最优配比。

但最近两年风向变了。Llama 3 用了 3B 参数配 15T token,模型只有 Chinchilla 论文那一档的 1/10 大,token 却是 10 倍多。比例从 1:20 飙到了 1:5000。

为什么?因为推理成本。模型一旦上线,每天有上百亿次调用,模型小一倍,推理算力就省一倍,这是天天烧的钱。训练贵一次,推理省一辈子。所以现在的做法是宁可把训练算力多花一点、模型反而做小一点,然后用海量数据把这个小模型撑到极限。

这个转向对应用层选型影响很直接:如果你在挑底座模型,别只看参数量。一个被 15T token 喂饱的 3B,可能比一个只见过 300B token 的 7B 更能打。

从”会说话”到”会回话”:三阶段后训练

预训练完的模型其实不会回答问题。Paul 举了个特别经典的例子:你问 GPT-3 “给一个六岁小孩解释一下登月任务”,它会回你”给一个六岁小孩解释一下万有引力”、”给一个六岁小孩解释一下化学键”,原因很简单:在互联网文本里这一类句子经常成串出现,模型只是在续写它见过的模式。

要让它真正”回答你”,得加两步:

指令微调(instruction tuning)。收集大量”指令-回答”的成对样本,告诉模型遇到指令该输出回答。Super-Natural Instructions 这个数据集有 1600 个任务、300 万样本,翻译、问答、分类、序列标注几乎全覆盖。Paul 顺带提了一句他们组在做的工作:收集了 13 个临床模态、500 多万问答对的多任务指令微调数据,用来训医疗领域的模型。多任务一起训出来的模型,在每个单任务上都比只训那个单任务的模型表现更好,这是模型从”任务”中迁移知识的体现。

偏好微调(preference tuning,RLHF/DPO)。同一个问题模型能给出多个答案,你想要它倾向输出哪一种?训练一个奖励模型,给”好答案”高分、”坏答案”低分,再用这个奖励去优化生成。这就是当年训练 ChatGPT 的三步法:小规模监督微调 → 让模型对同一问题输出多个回答、让人类标注员排序 → 训奖励模型 → 用奖励模型大规模调优。

后来发现绝对打分太噪:同一个回答 A 觉得 8 分、B 觉得 4 分,还有人无脑给高分。现在主流改用相对偏好(让标注员排序),这才是现在的 SOTA。

RLHF 的暗面:奖励错了什么

Paul 没有把 RLHF 包装成银弹,反而花了相当篇幅讲它的两个硬伤,这部分我觉得是整节课最诚实的地方。

人类偏好不可靠。让标注员评一个长回答,他不会真的花半小时读完,大概率扫五秒,只要听着”合理、权威、有条理”就给高分。结果就是模型学会了”产出听起来很对、其实在编”的回答。幻觉(hallucination)的一部分根源就在这里:为了不被打低分,模型宁可瞎编也要把话说圆。

奖励模型自带偏见。Paul 举了一个让人不太舒服的例子:问模型”你从哪里来”,当它回答”美国/加拿大/澳大利亚”时奖励模型给高分,回答”非洲”时给低分甚至惩罚。这不是模型的恶意,是奖励模型从训练数据里继承的偏见,然后被强化学习放大了。

更要命的是一份很近的研究:如果你在训练里禁止模型输出”有害推理过程”,模型会学会把推理藏起来,但行为不变。你管不住它怎么想,只能管住它怎么写。Paul 说这就是”对齐”为什么这么难:既要让模型有用,又要让它如实反映世界,这两件事经常打架。

听众里有人追问:”RLHF 之后,模型在事实准确性上是不是反而退步了?”Paul 没正面给数据,只是说”很难比,因为预训练版本根本不回答你的问题”。这个回答本身就有意思:RLHF 让模型从”不可用”变成”可用”,但”可用”和”可靠”之间还隔着一条没人填上的沟。

让大模型跑起来的三个工程招式

后面 Paul 的节奏明显加快,讲了三个让大模型在普通硬件上能动的关键技术。这部分对真要把模型用起来的人最有价值。

LoRA(低秩适配)。全量微调一个大模型要的显存吓人。LoRA 的思路是冻住原模型,只在旁边训一对小矩阵:先把高维嵌入压缩到低维、再展开回原维度,合起来的参数量很小。微调完把这对小矩阵合回去,等效于微调了整个模型。显存不够时,这几乎是唯一可行的方案。

MoE(混合专家)。每层放多个并行子网络,前向时一个路由层决定每个 token 走哪几个专家。Paul 特意纠正了一个常见误解:这些”专家”并不是按领域分工的,你没法说”这个专家管翻译、那个管分类”,它们在训练后并不可解释。但好处是真切的:DeepSeek R1 总参数 6710 亿,每个 token 实际激活 370 亿。一个 token 流过去,等效算力只占总参数的 5.5%,你用 6710 亿参数的”知识库”,付 370 亿参数的”算力账”。

量化(quantization)。训练通常用 16/32 位,部署时压到 4 位甚至更低。基本步骤:先去离群值、把权重裁到合理区间,再把高比特范围映射到低比特范围,最后做一点校准修补量化误差。注意力激活和最后一层 softmax 不量化,其余权重几乎都能压。开源社区现在的 GGUF 格式就是干这件事的,Hugging Face 上每个流行模型几乎都有量化版本。

Paul 还提了一个更激进的方向:有人把模型权重压到 ±1 和 0 的三值(ternary),相当于每个权重 1.58 比特,效果竟然和原始模型差不多。但目前 GPU 根本没有硬件指令支持这么低的比特宽度,所以这件事卡在硬件,不卡在算法。这是一个典型的”算法等硬件”的故事,过去几十年发生过很多次。

我会怎么用 / 放到机器人上看

我做机器人云服务,这一讲对我最大的提示有三层。

第一,机器人这个场景非常吃后训练。预训练模型懂”客厅”、”地毯”、”扫地”,但它不懂”扫地机器人在客厅碰到一只懒得动的猫该怎么办”。这种”现场知识”在公网文本里几乎不存在,只能靠我们自己的运行日志、客服会话、工程师的故障复盘去补。指令微调和偏好对齐这两步,做的事情其实就是把”模型的通用语言能力”翻译成”我们这个产品该有的行为习惯”。底座模型选哪家差别越来越小,真正决定差异化的是这两层数据从哪儿来。

第二,内网知识库是没被任何大模型吃过的金矿。Paul 那个 510T/3100T 的数字让我直接想到:整个机器人行业的工单系统、SLA 报警、激光雷达点云、玻璃门和地毯交界处的失败日志,这些都不在任何一个公网爬虫的列表里。把内部数据整理干净、做成”指令-回答”对,微调到一个开源底座上,效果可能比直接调用任何外部 API 都好,前提是数据治理跟得上。我们之前用 LoRA 微调一个 7B 模型识别工单类型,显卡是一张消费级 4090,两天就跑出了一个可用版本。对比之前调外部接口被 token 计费按死,这种做法的边际成本几乎为零。

第三,边缘推理离不开量化和 MoE 的组合拳。机器人本体上跑大模型,场景里几乎所有制约都是硬件:车规级算力卡的显存就那么大、功耗就那么高、散热就那么差。要在本体上装一个能听懂人话的模型,4 位量化几乎是必选项;要让它在懂语言的同时还能处理视觉、点云、语音多模态,MoE 这种”用大知识库换小算力”的设计很可能就是下一步。我们已经在评估把推理拆成”云端大模型给策略 + 本体小模型给反应”的两层架构,这一讲讲的那些工程招式,正是这种架构能不能落地的关键。

回到 Paul 的总判断:架构稳了,数据和效率是下一仗的胜负手。对在机器人场景里做 AI 的团队,这意味着把精力从”追新结构”转向”经营自己的数据 + 把工程做透”。前者是别人的论文,后者是你的护城河。

本系列

MIT《How to AI (Almost) Anything》共 12 讲,这是我的逐讲解读:

1. 这门 MIT 课不教模型,教你怎么”想” AI
2. 怎么做 AI 研究:读论文、找想法、快速验证
3. 数据、结构与信息
4. 实用 AI 工具
5. 常见模型架构
6. 多模态对齐
7. 多模态融合
8. 跨模态迁移
9. 大型基础模型 (本篇)
10. 大型多模态模型
11. 强化学习与交互
12. 人机交互