极简介绍大模型Transformer架构选型

To be [decoder], or not to be [decoder], that is the question. -- William Shakespeare

Google 2017年《Attention Is All You Need》论文中提出Transformer模型，基于Encoder-Decoder架构。

并在之后论文《BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding》中提出 BERT 模型，特点如下：

利用 Transformer 的 Encoder 架构;

预训练和 Fine-tuning；

预训练任务先在句中随机掩码几个词，后利用上下文预测这些词，进而预测下一句；

双向，上文+下文；

BERT 一度空前流行，国内很多公司的大模型都是基于Bert进一步训练的。OpenAI 则默默坚守GPT方向，直到ChatGPT 横空出世。GPT 模型特点如下：

利用 Transformer 的 Decoder 架构；

预训练+Prompts（提示）；

预训练任务先在句中掩码最后一词，后利用上文预测这个词，把预测的这个词用作上文，预测再下一个词（自回归）；

单向，从左到右，仅上文；

两者演化为如下的谱系：

两者对应的预训练的优化目标函数分别如下，我们先看GPT

自回归（AR: Auto Regression）在学什么？“上文”中每个词与它们的组合的联合概率最大。

AR 是在反复学习遣词造句，语料是别人造好的句子，捂住最后面的，只看前面的，试着续写出来整个句子。训练的是事前诸葛亮的能力，符合人类正常的思维方式。某种意义上，AR其实是对人类思维流机理的学习。

很多情况下，AR学到了不仅仅有概率，还有因果，仔细体会：石头打人很 [ ]，预测得到“疼”。

回过头再看 Bert，

自编码（AE:Auto Encoding）在学什么？“上文”加上“下文”中每个词与它们的组合的联合概率最大。

AE 是在反复学习完形填空，语料是整篇文章，随机捂住中间的单词，通过上下文猜出这些单词。训练的是事后诸葛亮的能力，不符合人类正常思维方式。大家写作文，常打个腹稿，下笔还是思维流的方式补全调整细节措辞，很少整篇文字一次性喷涌而出。

很多情况下，AE学到了完形填空的精髓，为了考试而考试的机巧，石头 [ ] 人很疼，或许能预测出“打”字，但会更吃力，而且缺少泛化能力。

“事实证明，完型填空通常是同学们较难把握的题型之一，且失分率较高。”这是谷歌搜索完形填空第一条搜索结果。“托福雅思都没有，表示这个已经不适合语言学发展”，模型在针对这样的题目训练，其实除了自虐，学不到多少机理。

籍此，笔者有一个可能让不少人恼火的判断，所有基于Bert的模型都因为使用了Encoder而很难涌现，反倒是仅用 Decoder的GPT 类的容易涌现。Google Bert and Bard 都是成本高昂的试错，其技术成果与发现，为GPT做了嫁衣裳。

AR 在学写作的机理，机理学习多了，容易涌现；而AE 将模型注意力放到了写作的机巧，机巧学习多了，反而造成混乱。

来源: 中国科技新闻学会