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大模型基础原理: Token、上下文窗口与下一词预测 封面

大模型基础原理: Token、上下文窗口与下一词预测

22 min read 阅读(5) #AI 产品经理课:大模型、Agent 与产品实战
#AI 产品经理课:大模型、Agent 与产品实战
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这是《AI 产品经理课》的第一课。学完这一课,你能解决三个非常具体的问题:开评审会时听懂工程师嘴里的 Token、上下文、温度到底指什么;接到一个 AI 需求时,快速判断它是”能做”还是”原理上就做不了”;看到 API 账单时,知道钱花在了哪里、还能从哪里省。

不需要任何算法背景。整篇教程只建立一个核心直觉:大模型是一台概率续写机器,不是一个知识数据库。这一句话展开,就是 Token、上下文窗口、训练阶段、温度采样这四块积木。把它们拼起来,你对大模型的绝大多数”怪现象”——一本正经地胡说、聊久了忘事、同一个问题两次答案不同——都会有原理级的解释,而不是停留在”AI 就是不稳定”这种没法写进 PRD 的模糊印象上。更多同主题文章可以在 AI 产品经理专题 里找到。

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下一词预测: 所有能力的唯一来源

大模型不是数据库, 是接话茬机器

先破除最常见的误解:很多人把大模型想象成一个巨大的数据库——你提问,它检索,然后把答案”查”出来。这个心智模型是错的,而且会系统性地误导你的产品决策。

大模型(Large Language Model,简称 LLM,即”大语言模型”)做的事情只有一件:给定前面的文字,预测下一个最可能出现的词。你输入”床前明月光”,它计算出下一段最可能是”疑是地上霜”;你输入”帮我写一封请假邮件”,它计算出的”最可能的续写”恰好就是一封请假邮件。它不是”理解了你的请求然后去执行”,而是”你的请求出现之后,语料里通常会跟着什么,它就生成什么”。

这个机制有个术语叫”自回归”——白话说就是:写一个词,把这个词接到句尾,再基于新的句子写下一个词,循环往复。每一个字都是一次概率计算的结果。想看工程视角的拆解,可以读站内这篇Transformer 自回归预测机制与 KV 缓存优化,它把”逐词生成”的内部流程讲得很清楚。

“接话茬机器”这个类比值得反复咀嚼:一个特别会接话的人,接得好不好取决于他读过多少东西、你给他的上文够不够清楚——而不取决于他脑子里有没有一张”标准答案表”。大模型正是如此。

为什么接话茬能接出翻译、写代码、做分析

你可能会问:如果只是续写,它怎么会写代码、会翻译、会做推理?

答案是:规律被压缩进了模型里。支撑这一切的网络结构叫 Transformer,它的核心机制是”注意力”——让模型在预测下一个词时,知道该重点看上文的哪些部分(为什么这个机制如此关键,站内有一篇Self-Attention 为什么成了 Transformer 的核心机制专门讨论)。当训练语料大到覆盖了互联网上绝大多数文本,”预测下一个词”就逼着模型学会语法、事实关联、代码规律、多语言对应关系——因为不掌握这些规律,就预测不准。

举个例子:语料里有海量”英文原文 + 中文译文”成对出现的网页。模型为了在”原文之后预测译文”这件事上做得准,就必须内化两种语言的对应规律——于是”翻译能力”就作为副产品涌现了。写代码同理:GitHub 上的代码和注释就是天然的”上文和续写”。

这套结构影响之大,以至于当年 Transformer 论文的作者们至今仍是行业风向标——比如联合作者 Noam Shazeer 的去向都能成为新闻(见Noam Shazeer 宣布加入 OpenAI)。

对产品经理,这一节的结论是:模型的能力上限由”语料里有没有这种规律”决定。语料里常见的任务(写邮件、总结、翻译)它天然擅长;语料里罕见的任务(你们公司内部的黑话、昨天刚发生的事)它天然不会——这不是调参能解决的,需要外挂知识,第七课讲 RAG 时会展开。

Token: 大模型世界的计量单位

分词器把文字切成积木

模型并不直接读汉字或字母。所有文字进入模型前,会先被一个叫 tokenizer(分词器)的组件切成一个个小块,每个小块叫一个 Token。你可以把 Token 理解成乐高积木:一段话被拆成积木,模型对积木做计算,输出也是一块块积木,最后再拼回文字。

切分的粒度不是”一个词一块”,也不是”一个字一块”,而是介于两者之间:常见的词可能整个是一块,生僻的词会被切成几块。所以 Token 数和字数、词数都不相等。

中文的 Token 账

一个定性的经验值:一个汉字大约对应一到两个 Token(不同模型的分词器差异很大,具体比例不必记,记住”汉字通常比英文单词更费 Token”这个方向就够)。这意味着同样一段意思,中文版本消耗的 Token 往往比英文版本多——做多语言产品的成本测算时,这是一个容易被漏掉的变量。

计费、限长、截断, 全都按 Token 结算

为什么产品经理必须认识 Token?因为大模型世界里三件最影响产品的事,计量单位全是它:

  • 计费:API 按 Token 收费,输入(你发给模型的)和输出(模型生成的)分开计价,输出通常更贵。你的”字数预算”其实是”Token 预算”。
  • 限长:模型一次能处理的文本上限(下一节的上下文窗口)以 Token 计,不以字数计。
  • 截断:超出限长的部分会被砍掉,砍的时候也是按 Token 砍——用户贴进来的长文档”尾巴没了”,根源常在这里。

另外,模型的响应速度也常用”每秒生成多少 Token”来衡量——快慢的感知差异可以大到什么程度,看看极客们的折腾就知道(比如把 Transformer 烧进 FPGA 跑出每秒五万多 Token 这种硬核实验)。而在成本侧,社区已经出现了专门帮你分析和压缩调用开销的工具(如通过本地分析优化大模型调用成本的开源工具 Frugon),侧面说明 Token 账单在真实产品里是一笔需要认真管理的钱。

训练三阶段: 模型的能力从哪里来

理解训练过程不是为了炫技,而是因为每个阶段决定一类能力,出了问题你才知道该找谁、该用什么手段修。整个过程可以类比一个人的成长:先海量读书,再跟老师学规矩,最后在反馈中磨性格。

预训练: 读遍公开语料

第一阶段叫预训练:把海量公开文本(网页、书籍、代码等)喂给模型,让它反复做”预测下一个词”的练习。这个阶段消耗了绝大部分算力和成本,产出的是一个”什么都读过、但不听指挥”的原始模型——它只会续写,你问它问题,它可能反问你三个类似的问题,因为语料里”一个问题后面跟着更多问题”也很常见。

模型的知识边界在这一步就定死了:训练数据截止日之后的事,它一概不知道。这就是”知识截止时间”这个概念的来源。

SFT: 人类示范怎么好好说话

第二阶段叫 SFT(Supervised Fine-Tuning,监督微调):人类写好大量”问题—理想回答”的示范对,让模型模仿。经过这一步,模型才从”续写机器”变成”对话助手”——你问它答,你让它列清单它就列清单。指令遵循能力主要来自这里。

RLHF: 用偏好反馈校准

第三阶段叫 RLHF(基于人类反馈的强化学习):让模型对同一个问题生成多个回答,人类标注哪个更好,再用这些偏好数据调整模型。模型的”性格”——礼貌、拒绝有害请求、承认不确定——主要在这一步塑造。你感觉某家的模型”说话舒服”、另一家”爱说教”,多半是这个阶段的功力差异。

三个阶段叠加,才有你看到的聊天产品。想看从模型基座到推理部署的工程全景,可以读构建 AI 智能体全栈指南。而各家模型在这三个阶段投入策略不同,最终能力侧重也不同——比如国产模型近期在推理能力上的进展(见腾讯混元 3 攻克高难度技术基准的实测)和新旗舰的竞争预期(见DeepSeek V4 发布传闻与社区热议)。做模型选型时别只看营销页,多看横向实测,站内 模型对比专题 持续收录这类内容。

对产品经理的意义:行为问题分层修。答不出新知识——那是预训练边界,靠外挂资料解决;不听指令格式跑偏——SFT 层面的事,先试提示词工程(第二课的主题);语气不合适——RLHF 塑造的性格,换模型往往比调提示词更有效。

上下文窗口: 工作记忆, 不是长期记忆

窗口是一块白板, 不是一个硬盘

上下文窗口(context window)指模型一次调用能”看见”的全部 Token 上限——包括你的系统设定、历史对话、本次提问,加上它即将生成的回答。

最好的类比是工作记忆,或者一块白板:所有要参与本次计算的信息,都必须写在这块白板上;白板写满了,要么擦掉旧的,要么写不进新的。它不是硬盘——对话结束,白板一擦,什么都没留下。

这直接推翻另一个常见误解:”我昨天跟它说过的话,它应该记得。”不,模型本身没有记忆。你感觉产品”记得”你,是因为应用层把历史对话重新塞回了窗口,或者做了专门的记忆系统——那是工程能力,不是模型能力。分清这两者,你才能正确评估一个”有记忆的 AI 产品”的技术方案。

窗口外的内容等于不存在

窗口是硬边界。聊天太长、窗口装不下时,应用通常会悄悄丢弃最早的内容——于是模型”忘了”你开头说的需求,出现前后矛盾。用户体感是”AI 变笨了”,原理上只是白板被擦掉了一角。

不同模型的窗口大小差异巨大,从几千 Token 到上百万 Token 都有,而且还在快速变大。但要注意两点定性规律:窗口越大成本越高(输入 Token 也要计费,塞得越多花得越多);而且”装得下”不等于”用得好”——超长上下文里,模型对中间部分的信息利用率往往下降。

对产品设计意味着什么

  • 需要”记住用户”的功能,必须在应用层设计记忆方案,不能指望模型。
  • 需要”读大量资料再回答”的功能,要在”全塞进窗口”和”检索后只塞相关部分”之间做选型——后者就是第七课要讲的 RAG。
  • 长对话产品要设计窗口满了之后的策略:截断、摘要压缩还是分段。这是 PRD 该写清楚的边界条件,而不是留给工程师即兴发挥。

温度与采样: 为什么同一个问题两次答案不同

生成的每一步都在掷骰子

前面说模型预测”下一个最可能的词”,更准确的说法是:模型对每一个候选 Token 都算出一个概率,然后按概率抽签决定用哪个。这个抽签过程叫采样。

温度(temperature)就是控制抽签随机程度的旋钮:温度低,几乎总是选概率最高的那个,输出稳定但呆板;温度高,低概率的候选也有机会被抽中,输出多样但容易跑飞。写代码、做数据提取这类任务适合低温度;写文案、头脑风暴适合调高一点。

这就回答了那个经典疑问:同一个问题问两次,为什么答案不一样?因为每一步都在掷骰子,第一个词掷得不同,后面整条路径就分岔了。这不是 bug,是设计。反过来,如果所有人都用默认参数、相似的模型,输出就会趋同——业界已经开始讨论AI 生成内容的同质化正在侵蚀技术体验这个问题。采样策略本身也是活跃的研究方向,比如Liquid AI 用”最终 Token 偏好优化”缓解生成内容的厄运循环,就是在这一层做文章。

幻觉的根源: 概率生成没有事实校验层

现在可以给”幻觉”(hallucination,模型一本正经地编造不存在的事实)一个原理级解释了:模型生成的标准从来不是”这是真的吗”,而是”这看起来像不像语料里会出现的下一句”。一个格式标准、引用规范、编号齐全的假文献,在概率上完全可能比一句”我不知道”更”像”正确答案。整条生成链路上没有任何一个环节在做事实核查。

所以幻觉不可能被彻底根除,只能被工程手段压制:外挂检索让它”看着资料说话”、要求引用来源、对关键输出做校验。甚至有人反向利用这个特性做创作——利用大模型幻觉重构经典小说就是一个有意思的案例:在创意场景里,”编造”恰恰是生产力。

产品经理的判断准则:幻觉后果严重的场景(医疗、法务、财务数据),不能裸用大模型,必须加检索、校验或人工审核层;幻觉无伤大雅甚至是加分项的场景(创意、草稿、灵感),可以放心用。这一条能帮你筛掉一大批不靠谱的需求。

产品经理视角: 把能力边界翻译成产品边界

一张能力边界对照表

把前面四块积木拼起来,你可以得到一张”原理边界 → 产品边界”的翻译表:

  • 它是续写不是检索 → 涉及精确事实的功能必须外挂数据源,PRD 里要写明数据从哪来。
  • 知识有截止时间 → “问它最新消息”这类需求,没有联网检索就是伪需求。
  • 窗口就这么大 → “上传一百个文件让它记住”需要检索方案支撑,不是开箱即得。
  • 输出是概率抽样 → 对格式稳定性有硬要求的场景,要设计校验和重试,不能假设每次输出都合格。
  • 没有事实校验层 → 高风险场景必须有兜底审核,这是产品责任不是模型责任。

评估外部方案报价时,这张表就是你的测谎仪:对方宣称”我们的模型不会产生幻觉”,你就知道这话在原理上站不住。

成本模型: 输入输出分开算账

大模型产品的边际成本公式很朴素:调用次数 ×(输入 Token 量 × 输入单价 + 输出 Token 量 × 输出单价)。几个实操要点:

  • 输入里藏着大头:系统提示词、历史对话、检索回来的资料,每次调用都要重新计费。一个啰嗦的系统提示词,乘以百万次调用就是真金白银。
  • 输出单价通常高于输入,让模型”少废话、按格式输出”既是体验优化也是成本优化。
  • 不同档位的模型单价差距可以是数量级的。简单任务用小模型、难任务用大模型的分层路由,是最常见的降本手段。

算力成本的压力有多真实?看产业动作就知道——模型厂商已经卷到效仿 OpenAI 自研定制芯片的程度。对我们这个量级的产品来说,管好 Token 用量就是最直接的成本杠杆。顺带一提,重度使用 AI 编程工具的团队对此感受最深——Claude CodeCodex 这类工具的账单,本质上就是 Token 消耗的直观教材。

动手小实验: 亲手验证两个结论

纸上得来终觉浅。下面两个实验用任意聊天产品(网页版即可)就能完成,各花五分钟。

实验一: 验证续写本质

把下面这段提示词原样发给模型:

接下来你只做一件事:我每次发给你半句话,你直接接着往下写,
把它续写成完整的一段话。不要解释,不要提问,不要加任何前缀。

第一句:这个季度的用户增长突然放缓,团队排查后发现

模型会流畅地”编”出一个像模像样的归因故事——数据埋点问题、渠道变化、竞品动作……言之凿凿,但全是虚构。多发几个不同领域的半句话,你会直观看到:它不是在回答,是在续写;续得合理不等于内容为真。这就是幻觉的现场演示。

实验二: 验证窗口遗忘

分三步:

第一步:新开一个对话,第一句话发送:
"记住一个暗号:紫色大象 42。稍后我会问你。"

第二步:让它做大量长输出把窗口填满,比如连续多轮发送:
"请写一篇两千字的产品需求文档,主题随意,尽量长。"
重复五到十轮。

第三步:问它:"我们最开始约定的暗号是什么?"

在窗口较小或做了历史截断的产品里,模型会答不出来或开始编造——开头的暗号已经被挤出白板。如果你用的产品窗口很大、十轮填不满,这本身也是一个有价值的观察:窗口大小的差异就是产品体验的差异。做这个实验时你其实已经在做最朴素的模型评测了——这正是 AI Agent 专题 里反复出现的主题:能力要靠可复现的实验验证,不靠厂商宣传。

两个实验做完,”续写本质”和”窗口即记忆”就不再是书本概念,而是你亲手戳过的事实。第四课构建最简智能体时,我们还会反复用到这两个直觉。

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FAQ

大模型会记住我跟它说过的话吗?

模型本身没有任何记忆,每次调用都是全新的。你感觉产品”记得”历史,是因为应用把历史对话重新塞进了上下文窗口,或者在应用层做了专门的记忆系统。窗口装不下时,最早的内容会被丢弃,”遗忘”就发生了。

Token 和字数是一回事吗?

不是。Token 是分词器切出来的文本块,一个汉字大约对应一到两个 Token,英文单词的折算比例又不同。计费、上下文限长、截断都按 Token 算,所以估算成本和容量时不能直接用字数,方向上记住”中文比看起来更费 Token”即可。

温度调到最低就不会有幻觉了吗?

不会。温度只控制采样的随机程度,决定输出”稳不稳定”,不决定输出”真不真实”。幻觉的根源是整条生成链路没有事实校验环节,低温度只会让模型稳定地输出同一个错误答案。压制幻觉要靠外挂检索、引用来源和校验层。

产品经理需要看懂 Transformer 的数学吗?

不需要。你需要的是本课这层直觉:续写本质、Token 计量、窗口即工作记忆、采样带来随机性。这足以支撑需求评估、方案判断和成本测算。想再深一层,可以读相关阅读里的两篇 Transformer 拆解,仍然不涉及推导。

上下文窗口越大, 产品体验就越好吗?

不一定。窗口越大,能塞的资料越多,但每次调用的输入计费也越高,而且模型对超长上下文中间部分的利用率会下降。”大窗口硬塞”和”先检索再塞相关片段”是两条路线,多数知识类产品最终会走向后者,第七课会展开。

结语

下一词预测、Token、上下文窗口、温度采样——四块积木拼出你对大模型的第一层直觉。带着它去开下一次评审会,讨论颗粒度会立刻不同。第二课,我们把直觉变成能落地的提示词。

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