检索、分类、RAG,一个比一个狠之大语言模型Embedding的终极三件套!
在实际应用大语言模型(LLM)时,最核心也最常被忽视的部分之一就是它的“文本编码”(text embedding),即模型把一段自然语言转化为高维向量表示的能力。这个向量决定了下游任务(如分类、检索、聚类、问答等)的上限。【AI大模型教程】
因此,如何让LLM产生更适合具体任务的文本编码,成了学术界和工业界持续探索的方向。目前主流做法可以清晰地归纳为三种逐渐演进的技术路线。
不做任何微调
这是最原始也最省资源的方式。把文本喂给一个预训练好的LLM(比如Llama、Mistral、Grok等),直接取最后一层token的隐藏状态(通常是[CLS]或者序列平均池化)作为编码向量。这种做法的优点是零成本、零延迟,几乎所有现成的开源模型都能直接这样用。
但缺点同样明显:预训练目标(通常是next-token prediction)和下游任务的需求并不完全对齐,导致产生的编码在很多垂直领域或特定任务上表现平平,尤其在语义相似度判断、专业领域分类等场景中很容易出现“泛化有余,精度不足”的情况。
这也是为什么很多团队发现直接用开源LLM的embedding去做检索召回时,效果常常不如专门的双塔句向量模型(如Sentence-BERT、E5、GTE等)。
为特定任务微调编码头
当我们需要更高的精度时,最常见也最有效的做法是对LLM进行有监督微调(SFT),但微调的对象不是整个模型,而只是新增一个轻量的“编码头”(encoding head),同时让梯度回传到LLM本体。这种方式又可以细分为两种典型场景:
调整编码维度或做分类任务
比如我们希望把编码压缩到256维,或者直接做多分类。这时通常会在LLM后面接一个线性层(或MLP),把最后一层隐藏状态映射到目标维度或类别数上,用交叉熵损失训练。训练过程中,LLM本体参数也会被更新,但因为加了LoRA/QLoRA等参数高效微调技术,实际显存开销可以控制在可接受范围。
这种方式在情感分析、意图识别、主题分类等任务上能把准确率大幅拉升到接近CEILLM(Chat模型)的水平,同时保持了较小的编码维度和推理速度。
让编码具备更好的相似度度量能力
这是目前最流行的文本编码微调方式:用带标签的(query, positive, negative)三元组或(question, answer)对做对比学习,让正样本的编码余弦相似度接近1,负样本接近0。
典型代表就是Sentence-BERT在BERT上的实践,现在也被广泛迁移到Llama、Mixtral、Qwen等开源LLM上。微调后产生的编码,在MS MARCO、MIRACL、C-MTEB等检索和语义相似度榜单上往往能碾压原生LLM的隐藏状态。
专为RAG问答场景微调
随着RAG架构成为主流,业界又发展出了第三种更精细的微调范式:让LLM同时编码问题和候选答案段落,然后通过一个极轻量的Text Encoding Head(通常就是一个可学习的投影矩阵)把两者的隐藏状态映射到同一空间,再用余弦相似度或点积作为相关性分数,用InfoNCE或二元交叉熵损失进行训练。
这种做法和第二种对比学习看似相似,但关键区别在于:
• 训练数据更贴近真实RAG场景(通常是“问题 + 正确段落 + 若干硬负段落”);
• 微调时问题和答案段落是分批次独立编码的(bi-encoder结构),推理时可以预先离线编码所有知识库文档,做到毫秒级检索;
只需要微调LLM的上半部分(或者只加LoRA),下半部分自回归头保持冻结,兼顾了检索精度和生成质量。
目前开源社区最强的RAG专用编码模型(如BGE-large、E5-mistral-7b-instruct、GritLM-7B等)基本都走的这条路,在BEIR、RGB、Narratives等零样本检索基准上已经大幅超越传统BM25+重排的流水线。
三种方式本质上是成本与效果的权衡:
• 如果你只是想快速验证想法,或者数据量极少,直接取原生LLM的最后一层隐藏状态就够了;
• 如果你有几千到几十万条标注数据,需要在特定领域或特定任务上达到SOTA,建议走第二种路线,用LoRA+对比学习/分类损失微调;
• 如果你最终的业务是RAG问答系统,且知识库规模在十万到百万级以上,强烈建议走第三种路线,训练一个专属的bi-encoder检索模型,性价比最高。
文本编码虽小,却决定了整个大模型应用的上限。选对微调策略,往往能用1%的算力换来10%的业务指标提升,这才是真正的“四两拨千斤”。