周凯

大语言模型综述:GPT、LLaMA 和 PaLM 模型的发展

May 28, 2025

本文是对论文《Large language models: a survey》的阅读笔记和个人理解。这篇综述详细回顾了一些最具代表性的大语言模型,包括三个流行的大语言模型家族(GPT、LLaMA、PaLM),讨论了它们的特点、贡献和局限性,并概述了用于构建和增强大语言模型的相关技术。

如何构建大模型

数据清理

数据清理是大模型训练的基础,主要包括:

  • 数据过滤:去除噪声、异常值、不平衡数据、含歧义文本等。
  • 文本预处理:如去除停用词、特殊符号等。
  • 删除重复值,保证数据多样性和有效性。

分词化(Tokenization)

分词化是将文本转化为模型可处理的 token 序列的过程。常用方法有 BPE、WordPiece、SentencePiece 等。

位置嵌入(Positional Embedding)

  • 绝对位置嵌入(APE)
  • 相对位置嵌入(RPE)
  • 旋转位置嵌入(RoPE)
  • 相对位置偏差(RPB)

LLM 架构

大模型的架构设计直接影响其能力和效率。主流架构包括 Transformer 及其变体。

模型预训练

  • 混合专家(MoE)等技术提升模型参数规模和推理效率。

微调和指令调优(Fine-tuning、Instruction-tuning)

  • 监督微调(SFT):利用标注数据对模型进行有针对性的优化。

模型对齐(Alignment)

  • 基于人类反馈的强化学习(RLHF)
  • 基于 AI 反馈的强化学习(RLAIF)
  • 直接偏好优化(DPO)、KTO 等

解码策略

  • 贪婪搜索(Greedy Search)
  • 光束搜索(Beam Search)
  • Top-k 采样、Top-p 采样等

推理、压缩与量化微调

  • 零冗余优化器(ZeRO)
  • 感受加权键值(RWKV)
  • 低秩分解(LoRA)
  • 知识蒸馏、量化等

幻觉问题与评估

  • 统计指标:ROUGE、BLEU 等评估文本相似性,PARENT、Knowledge F1 等用于结构化知识。
  • 基于模型的指标:IE、QA、NLI、忠诚度分类等。
  • 人工评估:主观判断模型输出的真实性和相关性。

例如,更大的模型和较低的 temperature 设置通常表现更好。

如何使用大模型——提示词工程

思维链(Chain of Thought, CoT)

  • Zero-Shot CoT
  • Manual CoT
  • Automatic CoT

思维树(Tree of Thought, ToT)

自洽性(Self-Consistency)

反思(Reflection)

专家提示(Expert Prompting)

链(Chains)

规则(Rails)

自动提示工程(APE)

如何扩展大模型——RAG

检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation, RAG)

自动多步推理和工具使用(ART)

Agent 中的提示词工程

  • ReWOO、ReAct、DERA 等

大模型 LLMs 的评估数据集

基本任务的数据集:语言建模、理解、生成

  • Natural Questions(QA 数据集)
  • MMLU
  • MBPP(Python 代码生成)
  • HumanEval(Python 代码生成)
  • APPS(Python 代码生成)
  • WikiSQL(SQL 代码生成)
  • TriviaQA(QA 数据集)
  • RACE(英语阅读理解)
  • SQuAD(斯坦福问答数据集)
  • BoolQ(是/否问答)
  • MultiRC(阅读理解)

指令跟随、CoT 推理等新兴能力的数据集

  • GSM8K(数学推理)
  • MATH(数学竞赛题)

三种类型的架构

Encoder-only

  • BERT

Decoder-only

  • GPT-1
  • GPT-2

Decoder-Only:这类模型在每个阶段,对于任何单词,注意力层只能访问该单词之前的内容,属于自回归模型。

Encoder-Decoder

  • T5
  • BART

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