在今日的大模型训练里,权重衰减会在每一步更新中把参数轻轻往更小的方向拉一下。更小,是指离零更近。参数本身越大,这一拉越明显;已经接近零的参数几乎不动。这一拉每一步都在,不是等到改动过长才出现。它改的是参数离零有多远,不是把这一步梯度的整体长度卡到某个上限。

损失先给出梯度,指出每个参数该往哪边走。衰减不取代这份梯度,也不在这一步较短时停手。它是另加的一小项,对着参数当前的取值,按比例往零减一点。被改动的是这个数离零的距离,整步梯度有多长并不由它卡死。哪怕这一步改动本来就不长,这轻轻一收也照样发生。学习率可以同时开着,却只管沿损失走多远。

学习率和衰减可以同时留在同一步里。学习率乘在损失带来的改动上,决定跟着损失方向走多远。衰减不靠缩放这段位移,而是把参数本身往零那侧收一点。学习率变大,沿损失走得更远;衰减系数变大,回收更明显。只调学习率,并不会让离零更远的参数单独多受一拉。两边各留各的数值,互不顶替。

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设某个参数当前是四,衰减系数取得很小。这一步先按损失方向把四改一点,改完多半仍在四附近,略大或略小都有可能。接着按比例往零收,也就是减掉系数乘以这个数,接近于乘上一个比一略小的因子。收完以后它仍是正数,只是比完全不做衰减时更靠近零。系数小,一步的差额不大,可每一步都会再出现一次。

另一个参数只有零点零二。同一个很小的系数用上去,回收量是这个小数再乘上系数,小到几乎看不出来。规则并没有把它排除,只是收多少跟着参数自己的大小走。衰减不是对所有参数扣除同一个固定数。谁离零更远,谁被拉回的那一截更长;贴近零的,看起来像停在原地。

系数若调得过强,轻轻一拉就变成往下压。本来维持着有用大小的参数,也会在连续很多步里被收得很低,靠这些大小才能分开的差别会被挤薄。有用的尺度还没留住,就被过猛的回收抹去大半。这时应把系数放小,让它只牵制无节制地变大,同时保住正常需要的幅度。太强的回收会把该留下的大小一并压没。

若把系数设成零,这一小项就消失。此后每一步只跟着损失方向走,走多远仍由学习率决定。已经偏大的数,只要损失没有往小处推,就会一直留在那里,后面还可能继续变大。离零远本身不再成为被拉回的理由。训练拉长以后,一部分参数的尺度更容易越积越散,因为没有对面那一股轻轻的回收。

梯度裁剪看的是这一步整体改动有多长,和按离零远近回收不是一回事。只有当这一整步的长度超过事先定下的上限时,才把长度削到上限,方向大体不变,步子缩短到刚好贴着上限。没超过上限时,裁剪什么也不做,改动原样留下。它不会因一个是四、一个是零点零二就给出不同的朝零回收,也不会每一步对全体参数追加那一小项。

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一步很短时,裁剪完全不起作用,衰减却仍按每个参数的大小在收。一步很长时,裁剪把整体长度压到上限,衰减仍是另外一项。即便长度已被削过,写回时朝零的比例回收还在。把裁剪上限调低,只是让超长的步子更早被削短,并不会变成参数越大拉得越狠。两边可以同时打开,痕迹却各是各的。

学习率每一步都乘在损失带来的改动上。数值大,顺着下降方向走得远;数值小,走得近。它缩放的是损失指出的位移,不是参数当前的取值。若这一步损失给四和零点零二的梯度相同,乘出来的位移也就相同。它不会因为四更大就额外往零多拉,也不会因为零点零二很小就少走。步幅对这份损失位移同等看待,并不单独把参数往零拉。

把学习率调小,代替不了衰减。步子会一起变短,其中也包括本来该往有用方向前进的步子。衰减是在这段位移之外另加的一小项,量和参数当前大小成比例,方向朝着零。两者同时存在时,既可以沿损失下降,又让偏大的参数每一步略往回收。关掉衰减、只留学习率,偏大的数会停在损失留下的地方。

归一化发生在前向计算途中,稳住的是一层层往下算的尺度。某一层吐出的数若过散或过猛,就先收回一个还能继续往下算的范围,免得后面的层被过大的中间结果带偏。它改的是这一次流过的数值。这些中间结果并不被当成参数离零的距离写进参数里。所以它不是在更新里把参数往零收。

参数更新是另一条线。衰减改的是即将写回的那个数,让它比只按损失更新时更靠近零。每一层都做归一化,也不会在更新末尾自动多出按大小朝零回收的那一项。输出落回可继续计算的范围,只表示这一次前向的中间尺度被照应过。做了衰减,也不保证某一层算出来的数就落在固定区间。两件事发生的位置不同。

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随机丢弃挡住的是通路。训练的某一轮里,它暂时挡住一层中的一部分,被挡住的部分这一轮不参与往前算,也不参与把梯度传回来。下一轮再重新决定挡住哪里。休息并不改写参数里的数。四不会因为大就被乘上回收因子,零点零二也不会因为小就被优先保留。大小不决定谁被挡住,挡住与否也不按离零远近。

不再更新参数时,丢弃通常不再挡任何通路,该参与的都会参与。衰减没有这种暂时启用、事后整段取消的做法。只要还在按步更新,它就每一步作用在参数上,写回去的数已经含着这一次回收。它也不靠随机挑选。参与更新的都按离零远近被收,远的多收,近的少收。有些单元没参与,并不能当成偏大的参数被往零拉了。

再看四在同一步里的两股力。假设损失希望把它往正方向加一个很小的量,衰减则按比例往零减掉另一小段。两股力叠在一起,一股顺着损失,一股朝着零。净结果仍可能是增加,只是比不衰减时少一点;也可能损失正在减小这个数,衰减再往零收,于是更靠近零。衰减贡献的一段跟四成比例。收完仍是正数,只是比不衰减时更靠近零。

零点零二若遇上同样的损失改动和同样的系数,损失带来的位移可以和四那边差不多,回收却小得多,往往藏在小数末尾。拉得明不明显,取决于参数有多大,而不是取决于这一步梯度整体有多长。贴近零的参数不会因此被突然抹掉。能持续感觉到那一拉的,主要是已经偏大的数。同一系数下,大小不同,回收的明显程度就不同。

回收每一步都按当前大小重算,很多步以后会慢慢托住整体尺度。单看一步,四只变得略小一点。若损失不断把某些参数往大处推,衰减就在对面轻轻拽。两边常常停在大致相抵的一带。系数温和,相抵处仍留着有用的大小;系数过猛,相抵处被压得很低;系数为零,就没有往里的那一股,尺度缺少回收来牵住。

参数变小以后,后一步的回收也会变轻。四收到三附近时,下一步扣除的绝对量就比还是四的时候更小。越靠近零,拉力越弱。系数不大时,通常不会把一个有用的正数一步收成零,而是越近越只作微调。这和超过上限才把长度削到上限不同。那种削法是超了才截、没超就不动。比例回收则每一步都在,离得越远拉得越多,靠近之后自己变轻。

写进更新时,可以先沿损失方向按学习率走出一段,再减去衰减系数乘以参数本身。系数很小时,也相当于先乘上略小于一的因子,再叠上损失带来的位移。对四,收掉的是系数乘以四;对零点零二,收掉的是系数乘以零点零二。学习率决定跟着损失走多远,衰减系数决定按大小回收多少。两边可以同时存在,也可以分开调整。

裁剪和衰减若同时开着,仍按各自的条件做事。没超过上限,改动原样往下走;超过了,才把长度削到上限。衰减在写回时仍按每个参数的大小再收一笔,并不因为没超上限而取消。于是可以出现这样一步:整体改动并不长,裁剪完全没动手,四仍被往零收了一点,零点零二几乎看不出变化。那一拉并不等待改动过长。

归一化与随机丢弃若也开着,各处仍分开。前向时,归一化把一层算出来的数值收回还能继续算的范围,随机丢弃暂时挡住这一层里的一部分。反向之后,只有整体改动超过上限,裁剪才削长度,没超过就原样留下。写回时,衰减再按离零远近轻轻一收。一个管中间结果的尺度,一个管哪些通路暂时休息,一个管整步是否超限,一个管参数离零多远。

太强和为零是两端。太强时,连正常有用的大小也被压没,已经分开的差别很难保住,损失即便还在下降,表达也会发虚。为零时,更新只跟损失方向走,偏大的数只要没被推小,就会一直留在那里,训练越久越可能散开。温和的系数每一步都收,但只收一点点。四会更靠近零,却仍然为正;零点零二的回收几乎看不出来。

合在一起看,权重衰减就是在每一步更新里,按参数离零的远近轻轻往回收。越大越明显,接近零的几乎不动。它不是梯度裁剪,因为裁剪只在这一步整体改动超过上限时才把长度削到上限,没超过就原样留下。它不是学习率,因为学习率每一步都乘在损失带来的改动上,决定步幅,并不单独把参数往零拉。它不是归一化,因为归一化是把一层算出来的数值收回可继续算的范围,不是在更新里把参数往零收。它也不是随机丢弃,因为随机丢弃是训练时暂时挡住一层里的一部分,不是按参数离零的远近去收。

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