英偉達(dá)新研究：上下文長(zhǎng)度虛標(biāo)嚴(yán)重，32K性能合格的都不多

西風(fēng) 2024-06-03 14:11:13 來源：量子位

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無情戳穿“長(zhǎng)上下文”大模型的虛標(biāo)現(xiàn)象——

英偉達(dá)新研究發(fā)現(xiàn)，包括GPT-4在內(nèi)的10個(gè)大模型，生成達(dá)到128k甚至1M上下文長(zhǎng)度的都有。

但一番考驗(yàn)下來，在新指標(biāo)“有效上下文”上縮水嚴(yán)重，能達(dá)到32K的都不多。

新基準(zhǔn)名為RULER，包含檢索、多跳追蹤、聚合、問答四大類共13項(xiàng)任務(wù)。RULER定義了“有效上下文長(zhǎng)度”，即模型能保持與Llama-7B基線在4K長(zhǎng)度下同等性能的最大長(zhǎng)度。

這項(xiàng)研究被學(xué)者評(píng)價(jià)為“非常有洞察力”。

不少網(wǎng)友看到這項(xiàng)新研究后，也非常想看到上下文長(zhǎng)度王者玩家Claude和Gemini的挑戰(zhàn)結(jié)果。（論文中并未覆蓋）

一起來看英偉達(dá)是如何定義“有效上下文”指標(biāo)的。

測(cè)試任務(wù)更多、更難

要評(píng)測(cè)大模型的長(zhǎng)文本理解能力，得先選個(gè)好標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)圈內(nèi)流行的ZeroSCROLLS、L-Eval、LongBench、InfiniteBench等，要么僅評(píng)估了模型檢索能力，要么受限于先驗(yàn)知識(shí)的干擾。

所以英偉達(dá)剔除的RULER方法，一句話概括就是“確保評(píng)估側(cè)重于模型處理和理解長(zhǎng)上下文的能力，而不是從訓(xùn)練數(shù)據(jù)中回憶信息的能力”。

RULER的評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)減少了對(duì)“參數(shù)化知識(shí)”的依賴，也就是大模型在訓(xùn)練過程中已經(jīng)編碼到自身參數(shù)里的知識(shí)。

具體來說，RULER基準(zhǔn)擴(kuò)展了流行的“大海撈針”測(cè)試，新增四大類任務(wù)。

檢索方面，從大海撈針標(biāo)準(zhǔn)的單針檢索任務(wù)出發(fā)，又加入了如下新類型：

• 多針檢索（Multi-keys NIAH, MK-NIAH）：上下文中插入多個(gè)干擾針，模型需檢索指定的那一個(gè)
• 多值檢索（Multi-values NIAH, MV-NIAH）：一個(gè)鍵（key）對(duì)應(yīng)多個(gè)值（values），模型需要檢索出與特定鍵關(guān)聯(lián)的所有值。
• 多查詢檢索（Multi-queries NIAH, MQ-NIAH）：模型需根據(jù)多個(gè)查詢?cè)谖谋局袡z索出相應(yīng)的多個(gè)針。

除了升級(jí)版檢索，RULER還增加了多跳追蹤（Multi-hop Tracing）挑戰(zhàn)。

具體來說，研究人員提出了變量追蹤（VT），模擬了指代消解（coreference resolution）的最小任務(wù)，要求模型追蹤文本中變量的賦值鏈，即使這些賦值在文本中是非連續(xù)的。

挑戰(zhàn)第三關(guān)是聚合（Aggregation），包括：

• 常見詞匯提取（Common Words Extraction, CWE）：模型需要從文本中提取出現(xiàn)次數(shù)最多的常見詞匯。
• 頻繁詞匯提取（Frequent Words Extraction, FWE）：與CWE類似，但是詞匯的出現(xiàn)頻率是根據(jù)其在詞匯表中的排名和Zeta分布參數(shù)α來確定的。

挑戰(zhàn)第四關(guān)是問答任務(wù)（QA），在現(xiàn)有閱讀理解數(shù)據(jù)集（如SQuAD）的基礎(chǔ)上，插入大量干擾段落，考查長(zhǎng)序列QA能力。

各模型上下文實(shí)際有多長(zhǎng)？

實(shí)驗(yàn)階段，如開頭所述，研究人員評(píng)測(cè)了10個(gè)聲稱支持長(zhǎng)上下文的語言模型，包括GPT-4，以及9個(gè)開源模型開源模型Command-R、Yi-34B、Mixtral（8x7B）、Mixtral（7B）、ChatGLM、LWM、Together、LongChat、LongAlpaca。

這些模型參數(shù)規(guī)模范圍從6B到采用MoE架構(gòu)的8x7B不等，最大上下文長(zhǎng)度從32K到1M不等。

在RULER基準(zhǔn)測(cè)試中，對(duì)每個(gè)模型評(píng)測(cè)了13個(gè)不同的任務(wù)，覆蓋4個(gè)任務(wù)類別，難度簡(jiǎn)單到復(fù)雜的都有。對(duì)每項(xiàng)任務(wù)，生成500個(gè)測(cè)試樣例，輸入長(zhǎng)度從4K-128K共6個(gè)等級(jí)（4K、8K、16K、32K、64K、128K）。

為了防止模型拒絕回答問題，輸入被附加了answer prefix，并基于recall-based準(zhǔn)確性來檢查目標(biāo)輸出的存在。

研究人員還定義了“有效上下文長(zhǎng)度”指標(biāo)，即模型在該長(zhǎng)度下能保持與基線Llama-7B在4K長(zhǎng)度時(shí)的同等性能水平。

為了更細(xì)致的模型比較，使用了加權(quán)平均分?jǐn)?shù)（Weighted Average, wAvg）作為綜合指標(biāo)，對(duì)不同長(zhǎng)度下的性能進(jìn)行加權(quán)平均。采用了兩種加權(quán)方案：

• wAvg(inc)：權(quán)重隨長(zhǎng)度線性增加，模擬以長(zhǎng)序列為主的應(yīng)用場(chǎng)景
• wAvg(dec):權(quán)重隨長(zhǎng)度線性減小，模擬以短序列為主的場(chǎng)景

來看結(jié)果。

普通大海撈針和密碼檢索測(cè)試看不出差距，幾乎所有模型在其聲稱的上下文長(zhǎng)度范圍內(nèi)均取得滿分。

而使用RULER，盡管很多模型聲稱能夠處理32K token或更長(zhǎng)的上下文，但除了Mixtral外，沒有模型在其聲稱的長(zhǎng)度上保持超過Llama2-7B基線的性能。

其他結(jié)果如下，總的來說，GPT-4在4K長(zhǎng)度下表現(xiàn)最佳，并且在上下文擴(kuò)展到128K時(shí)顯示出最小的性能下降（15.4%）。

開源模型中排名前三的是Command-R、Yi-34B和Mixtral，它們都使用了較大的基頻RoPE，并且比其它模型具有更多的參數(shù)。

此外，研究人員還對(duì)Yi-34B-200K模型在增加輸入長(zhǎng)度（高達(dá)256K）和更復(fù)雜任務(wù)上的表現(xiàn)進(jìn)行了深入分析，以理解任務(wù)配置和失敗模式對(duì)RULER的影響。

他們還分析了訓(xùn)練上下文長(zhǎng)度、模型大小和架構(gòu)對(duì)模型性能的影響，發(fā)現(xiàn)更大的上下文訓(xùn)練通常會(huì)帶來更好的性能，但對(duì)長(zhǎng)序列的排名可能不一致；模型大小的增加對(duì)長(zhǎng)上下文建模有顯著好處；非Transformer架構(gòu)（如RWKV和Mamba）在RULER上的表現(xiàn)顯著落后于基于Transformer的Llama2-7B。

更多細(xì)節(jié)，感興趣的家銀們可以查看原論文。

論文鏈接：https://arxiv.org/abs/2404.06654

參考鏈接：
https://twitter.com/rohanpaul_ai/status/1797231094195962266