DLM 与 LLM 有何不同?融合生成模型

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尽管当前的生成式人工智能领域由 GPT 等自回归模型主导,但一种名为扩散语言模型 (DLM) 的强大替代方案正在迅速崛起。新推出的 dLLM 框架提供了首个统一的开源流水线,旨在标准化这些下一代架构的训练与部署。

扩散语言模型与自回归 LLM 有何不同?

扩散语言模型 (DLMs) 与自回归 LLM 的不同之处在于,它们通过在噪声潜空间中进行迭代去噪过程来生成文本,从而促进了并行预测与全局 Token 精炼的融合。 虽然像 GPT-4 这样的自回归模型依赖于顺序的、从左到右的 Token 预测,但 DLMs 允许进行整体规划并具备重新审视早期 Token 的能力。这种非线性方法能够在生成过程中实现更好的全局连贯性,并更有效地探索多样化的解决方案。

现代生成式人工智能的特点是自回归架构占据主导地位,其工作原理是预测序列中下一个最可能的词。这种方法虽然强大,但经常受到“因果解码”限制的影响,即模型无法在不重新生成整个序列的情况下轻松纠正句子早期产生的错误。研究人员 Hanghang Tong、Dawn Song 和 Zhanhui Zhou 认为,这种单向流限制了复杂推理和多步精炼的潜力,从而促使研究转向扩散语言模型

这一转变面临的核心挑战是研究界缺乏标准化。虽然扩散模型通过 Stable Diffusion 等工具彻底改变了图像生成,但其在离散文本中的应用仍然是碎片化的。许多 DLM 实现目前被孤立在临时研究代码库中,使得更广泛的科学界难以复现结果或扩展现有架构。为了解决这个问题,新引入的 dLLM 框架为训练、推理和评估标准的融合提供了一个统一的流水线。

什么是 dLLM 框架,它如何推动 AI 研究的融合?

dLLM 框架是一个开源系统,旨在将扩散语言建模的核心组件——训练、推理和评估——统一到一个单一、灵活的流水线中。 通过标准化这些分散的元素,dLLM 使研究人员能够复现、微调和部署像 LLaDADream 这样最先进的模型。这一基础设施对于生成式 AI 领域实验方法与大规模部署的融合至关重要。

标准化是 dLLM 项目的主要目标,因为它解决了目前影响非自回归模型开发的“复现性危机”。该框架提供了极简的、可复现的方案,允许研究人员使用易于获取的计算资源从头开始构建小规模的 DLM。这种技术的民主化确保了即使是没有大型服务器集群的机构也能为扩散语言模型的演进做出贡献。

除了简单的模型创建之外,dLLM 还充当了既有架构与新兴技术之间的桥梁。该框架包含了将任何 BERT 风格编码器或传统自回归模型转换为基于扩散的系统的工具。通过提供预训练检查点和标准化的评估指标,作者 Hanghang Tong 及其同事建立了一个基础,减少了启动新 DLM 项目相关的技术债。

什么是扩散语言模型中的潜思维?

扩散语言模型中的潜思维 (Latent thinking) 是指利用文本段落的高级表示在连续潜空间内执行推理的过程。 该模型不是操作单个离散 Token,而是对捕获深层语义信息的“思维块”或段落嵌入进行去噪。这允许在单次精炼迭代中实现并行生成和多个逻辑步骤的融合

潜思维机制代表了 AI 处理复杂提示词方式的范式转变。在传统模型中,推理是“即时”进行的,并受限于已写入的单词序列。相比之下,利用 dLLM 框架的 DLMs 可以同时对多个位置进行联合预测。这种“前瞻”能力意味着模型可以在精炼开头的同时预测句子的结尾,从而产生更具结构化和逻辑性的输出。

这种处理潜表示的方法还提高了在数据受限情况下的性能。因为模型学习的是信息的底层结构,而不仅仅是词语配对的统计概率,所以它通常能从较小的数据集中更好地进行泛化。dLLM 框架通过提供用于连续空间扩散的专门模块来促进这一点,允许开发者试验不同的潜思维深度和噪声调度。

在速度与质量的融合方面,dLLM 相比传统语言模型有哪些优势?

dLLM 的主要优势包括通过迭代精炼和双向注意力,在复杂推理任务上提高了准确性、多样性和可解释性。 与传统模型不同,dLLM 支持推理速度与质量之间的灵活权衡,允许用户增加去噪步数以获得更高质量的输出。这种效率与性能的融合使其成为需要全局连贯性任务的理想选择。

生成式 AI 的效率通常通过“计算-质量比”来衡量。虽然自回归模型针对顺序生成进行了高度优化,但在需要整体考虑上下文的“一次性”任务中却表现不佳。在 dLLM 流水线支持下的扩散模型在并行生成方面表现出色,通过聚合处理 Token 而不是逐个处理,有可能缩短生成长文本内容所需的时间。

研究中确定的关键优势包括:

  • 全局连贯性: 双向注意力允许模型比因果模型更有效地在长文档中保持上下文。
  • 可控性: 扩散的迭代特性允许在生成过程中“引导”模型,以符合特定的约束条件。
  • 输出多样性: 通过从不同的噪声分布开始,与束搜索 (beam search) 方法相比,DLMs 可以针对单个提示词生成更多样化的有效响应。
  • 推理灵活性: 用户可以动态调整“采样预算”,在简单任务的快速生成或研究的高保真精炼之间进行选择。

未来影响:dLLM 如何塑造下一代 AI

dLLM 框架的引入标志着向更透明、更易获取的大语言模型研究的转变。通过开源这些模型的训练方案和权重,作者降低了研究基于扩散的生成的入门门槛。这种透明度对于学术探究与工业应用的融合至关重要,确保下一代 AI 工具建立在可复现的科学之上,而不是专有的“黑箱”。

展望未来,将扩散模型集成到更广泛的 AI 生态系统中,可能会解决当前系统中存在的一些持久的“幻觉”问题。因为 DLMs 会随时间推移精炼其答案,所以它们有机会在去噪过程中进行自我纠正,而这是单次通过的自回归解码器从根本上所缺乏的功能。随着该领域向更自主的代理和复杂的推理引擎发展,dLLM 提供的标准化流水线很可能成为生成式 AI 开发的基石。

该框架的未来迭代预计将支持更大规模的扩散语言模型和更复杂的噪声调度。由 Hanghang Tong、Dawn Song 和 Zhanhui Zhou 发布的小规模检查点,邀请全球研究界来测试这些理论。随着这些模型的规模扩大,扩散技术与传统 Transformer 架构的融合最终可能会催生出一种人工智能新标准,这种标准更快、更可靠,且具备显著更强的类人规划能力。

James Lawson

James Lawson

Investigative science and tech reporter focusing on AI, space industry and quantum breakthroughs

University College London (UCL) • United Kingdom

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Readers Questions Answered

Q 扩散语言模型与自回归大语言模型有何不同?
A 扩散语言模型(dLLMs)与自回归大语言模型的不同之处在于,它是通过在噪声潜空间中进行迭代去噪过程来生成文本的,这允许对所有标记(token)进行并行预测和细化,而不是像后者那样进行从左到右的逐个标记顺序预测。这实现了整体规划、回顾早期标记以及更好的全局一致性,尤其是在推理任务中。自回归模型受到因果解码的限制,这阻碍了对多样化解决方案的细化和探索。
Q 什么是扩散语言模型中的潜思维(latent thinking)?
A 扩散语言模型中的潜思维是指在连续潜空间中进行的推理,它使用潜标记或文本片段的表示(例如思维块或段落嵌入)来捕捉高层语义。这些潜变量通过扩散过程进行迭代去噪,从而实现在没有离散标记限制的情况下进行并行生成、细化和前瞻。这种机制允许对多个位置进行联合预测,从而提高了在需要全局一致性和规划的任务中的表现。
Q dLLMs 相比传统语言模型有哪些优势?
A 与传统的自回归语言模型相比,dLLMs 的优势包括:通过迭代细化和潜空间操作,在推理任务上提高了准确性、多样性和可解释性。它们支持在推理速度和质量之间进行灵活权衡,支持高效的并行生成,并能通过双向注意力和前瞻更好地处理全局一致性。此外,在计算资源充足的情况下,它们在数据受限的场景中表现优于自回归模型,并能实现顺序解码无法实现的可控性。

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