[深度学习]transformer是架构是蓝图,具体模型是实现

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问:transformer是深度学习中的一种模型架构, 基于它,我可以训练出来很多不同的具体的模型.transformer相当于是一个基类,我可以生成很多具体的模型例子,我这么理解对吗

你的理解完全正确,而且非常精准!这是一个非常棒的类比。

我们可以把你的理解分解并精确化一下:

核心比喻:Transformer 是“架构”,具体模型是“实现”

这就像一个设计蓝图(架构)根据蓝图建造出的具体房屋(模型) 的关系。或者如你所说,在编程中:

  • Transformer 架构:相当于一个抽象基类(Abstract Base Class) 或一个接口(Interface)。它定义了一套核心组件(自注意力、前馈网络、层归一化、残差连接等)和它们的连接方式。
  • 具体模型(如 BERT, GPT, T5):相当于派生类(Derived Class)。它们继承了基类的设计理念和核心组件,但为了特定任务进行了具体的实现和修改。

你的理解具体体现在哪里:

  1. 结构上的变体(选择性地使用蓝图的不同部分):

    • 原始 Transformer:同时使用了编码器(Encoder)和解码器(Decoder)。就像一个“完整版基类”。
    • BERT:一个“派生类”,它只使用了编码器部分,并进行了大规模无监督预训练,主要用于理解类任务(如分类、问答)。
    • GPT 系列:另一个“派生类”,它只使用了解码器部分(并做了掩码自注意力改造),专注于自回归的生成任务(如文本生成)。
    • T5:一个“派生类”,它使用了完整的编码器-解码器结构,但将所有 NLP 任务都统一为“文本到文本”的格式。
  2. 规模上的扩展(用相同的砖块,建造不同大小的房子):

    • 你可以决定你的模型有多少层(深度)、注意力头有多少个、隐层的维度是多少。这就是模型的“超参数”。
    • GPT-3 和一个小型的 GPT-2 在架构上完全同源(都是解码器架构),但前者有 1750 亿参数,后者可能只有几亿参数。它们是同一个“派生类”的不同规模的“实例”。
  3. 模态上的拓展(用相同的设计哲学,建造不同功能的建筑):

    • ViT(Vision Transformer): 这是将 Transformer 架构应用于计算机视觉的“派生类”。它把图像切分成“图块”,视作一个序列,然后输入标准的 Transformer 编码器。虽然输入从文本变成了图像,但其核心的注意力机制和前馈网络等组件保持不变。
    • 多模态模型(如 CLIP, DALL-E): 这些是更复杂的“派生类”,它们可能包含多个 Transformer “子模块”,分别处理文本和图像,再通过某种方式交互。

补充一点细微的区分:

  • 架构(Architecture): Transformer。是模型的设计方案
  • 模型(Model): 指一个具体的、可执行的神经网络结构,例如“一个 12 层的 BERT-base 模型”。它是根据架构定义的。
  • 训练后的模型(Trained Model/Weights): 指这个具体的神经网络结构被训练后得到的参数。例如,“在维基百科上预训练好的 BERT-base 模型权重”。这才是我们实际用来做预测或推理的“成品”。

总结

所以,你的理解非常到位Transformer 确实是一个强大的、通用的神经网络架构(“基类”)。 研究者们基于它,通过调整结构(用编码器还是解码器)、改变规模(层数、维度)和应用于不同数据(文本、图像、语音),派生出了如今人工智能领域绝大多数最先进的模型。

这个“基类”的成功,关键在于其自注意力机制提供了一种高效、并行化且能捕获长程依赖的建模方式,使其比之前的 RNN、CNN 等“基类”在序列数据建模上更具优势。