大模型在今日常常要把好几条序列放进同一次计算。这些序列长短不一。若直接并排,短的那一条尾部缺一截,无法和最长的那一条排成整齐的一块。做法是在真正写完的内容后面补上若干空位,补到和这一次里最长的那一条一样长。形状齐了,才能排成整齐的一块一起算。
补上的空位不是真正的字。格子里没有词,也没有要被人读懂的意思,它只是为了对齐长度而临时占住的位置。它也不是前文里的内容。前文已经写好的字仍留在原来的格子上,空位并不把前文抄进来。若把空位当成一个字,或当成前文的后继,这一次计算的含义就会被搅乱。
补齐之后,短序列和长序列就能肩并肩排成一块。最长的那一条常常不用补,它的长度就是这一次的基准。较短的按差距补足,差得越多补得越多。每一行的格子数相同,计算就可以按同一套步调往下走。对齐只服务这一次的外形,并不改写任何一条里已经写好的内容。
填充掩码专门把这些空位标出来。它顺着每一条逐格查看,后来补上的空位就在对应处做上标记,本来写着内容的位置则保持可算。标记只辨认哪些格子是垫长度用的,并不新写一个字,也不改动已经放进格子的内容。没有这层标记,后面的步骤就分不清空位和真内容。
空位被标出之后,就不参与这一次的注意力。注意力让各个位置互相照看。空位上什么都没有,若允许别人去看它,那些位置会把空白吸进结果。若允许空位自己去看别人,它又会在没有内容的前提下聚起不该存在的表示。填充掩码把这两条通路都挡住,使空位留在注意力之外。
空位也不进入这一次的误差。误差衡量算出来的结果离该有的结果有多远,并据此决定这一次该怎样调整。空位上本来没有该交出的内容,若仍算进误差,模型就会被要求在空白格子上匹配一个并无意义的目标。填充掩码让误差只落在有内容的位置上,空位不贡献偏差。
真正写着内容的位置照常计算。它们之间该发生的注意力仍然发生,每个字仍能依照同一条里其他有效位置上的内容来更新自己。误差也只在这些位置上比较算出的结果和该有的结果。补空位改变的是整块的外形,并不把已有的字从计算里拿掉。前面写下的字在这一次里仍按原有方式被处理。
掩码一旦漏了,空位就会被当成有效内容。计算分不清哪些格子是垫上去的,就会让空位进入注意力,让别的位置去照看它,也让它去照看别的位置。短序列尾部那一截空白,于是像真写了字一样去影响前面的字。内容本身没有变,变的是空白被错误地赋给了和真字一样的地位。
这种误认还会把误差带偏。空位被当成有效位置之后,误差也会在这些格子上产生,模型被推动着去迎合空白上的目标。参数的调整于是掺进一份没有内容依据的拉力,真正有内容的位置所需要的修正受到干扰。这一次得到的方向,不再只反映写好的那些字。
掩码划得太宽,会把真正有内容的位置也标成空位。那些本来该参与注意力的字被挡在互相照看之外,邻近位置无法再借助它们,它们自己也无法借助该看的其他位置。该算的字就这样被丢掉。丢掉的不是外形上的格子,而是这条序列里已经写好、本应进入计算的内容。
划得太宽同样会让误差缺掉一块。被误标成空位的字不再为这一次的误差提供比较,模型在这些位置上即使算偏了,也得不到应有的修正。短序列若被多标了几格,靠近尾部的真字会最先被排除。长序列若被套上了别人的空位范围,后半段整段内容都可能被挡在误差之外。
空位必须补在内容后面。先把这条序列真正写下的字按原来的先后排好,再在末尾接上为了对齐而增加的空位。内容的顺序保持原样,空位只延长尾部,不改中间的衔接。填充掩码也按这个顺序来标,前面连续的一段是有效位置,后面连续的一段才是空位。
空位不能插进内容中间。若在两个已经写好的字之间塞进空位,原来紧挨着的字就被拆开,中间多出一块没有内容的间隔。注意力越过这段间隔时,会把本应相连的上下文隔断,序列的先后也不再是原来的先后。长度看似补齐了,内容的结构却被改写。
空位也不能盖住已经写好的字。盖住意味着某个原本有内容的格子被换成空位,那个字从这一次的块里消失。模型看不到它,误差也不会为它计算,等于把写好的内容抹掉一截。补齐的目的只是让短序列在尾部追上长序列,而不是用空白替换已有的字。空位只能追加在它们之后。
每条序列要补的空位数量可以不同。同一次里最长的那条可能一个空位都没有,次长的只补几格,最短的要补很多格。空位的多少由各自长度和这一次最大长度之差决定,差多少就补多少。不能因为它们排在同一块里,就让每条都补同样多的空位。
掩码要按每条自己的长度来标。一条序列的有效位置到哪里结束,空位从哪里开始,只由这一条实际写下的长度决定。旁边另一条即使排在相邻的一行,也不能替它规定空位从第几格开始。填充掩码因此是逐条给出的,每一条有自己的有效范围,也有自己的空位范围。
不能用同一套空位位置套到所有序列上。若拿最短那条的空位范围去套每一条,较长序列的后半段会被错标成空,本有内容的字就被排除。若拿几乎没有空位的最长那条去套,短序列尾部的空位就得不到标记,空白又会混进注意力和误差。掩码必须一条一个样子,不能全块共用一个空位图案。
填充掩码和因果掩码不是一回事。因果掩码挡住的是还没写出的后文。按先后生成时,一个位置只能借助已经写到它之前的内容,不能提前看到后面尚未写出的字。那些被挡住的位置,在整段最终写完时往往真有内容,只是就当前这一步而言还不该被看见。填充掩码挡住的是为了对齐长度而补上的空位,那些格子从头到尾都不是字,也不是稍后会写成的后文。
两种掩码可以同时存在,各自管各自的事。因果掩码关心方向,沿着序列的先后,把不该提前看见的后文挡住。填充掩码关心有没有内容,把尾部垫长度的空位挡在这一次之外。已经写好的字,仍可能因为位于当前步的后文而被因果掩码暂时挡住。补上的空位则无论先后如何,都不进入这一次的注意力和误差。把二者混成一种,要么让空白漏进去,要么把本该按先后处理的内容当成空位。
填充掩码和滑动窗口也不是一回事。滑动窗口挡住的是离得太远的前文。窗口给每个位置划定一个能照看的近距范围,超出这个范围的更早位置,这一次就不再被看见。那些被挡住的前文是真有内容的,字确实写在那里,只是距离超出了窗口。它们不是空位,也不是为了对齐长度才补上去的。若把远方的真内容理解成填充空位,就会误以为那边的格子里没有字。
滑动窗口改变的是能看多远,填充掩码改变的是哪些格子根本没有内容。远方的字被窗口挡住时,近处的有效位置仍然保留,误差仍会在那些写好的字上计算。空位被填充掩码挡住时,是因为那里从来没有写过字,不该产生注意力,也不该产生误差。一条序列可以既用滑动窗口,又用填充掩码。窗口在有效内容内部限制距离,填充掩码在内容结束之后把补上的空位排除。远方的真字和尾部的空位并不是同一种东西。
连续批处理是另一件相关但不同的事。它让长短不同的生成共用一次计算。好几条正在逐字写出的序列,哪怕各自已经写出的长度不一样,也可以在同一步里放进同一块,一起做这一轮计算。共用的是这一次的计算步,各条仍按自己已经写出的内容往下接。连续批处理解决的是怎样把进度不同的生成排到同一次里,它本身并不规定补出来的空位能不能算进去。
填充掩码在这种共用里专门处理补出来的空位。进度较短的那一条,为了和这一步里较长的条对齐,尾部仍可能被补上空位,这些空位不能算进去。掩码按每条当前已经写出的长度来标,让补上的格子留在注意力之外,也不进入误差。连续批处理因此可以把长短不同的生成放在一起算,而不必担心垫长度的空白被当成新写出的字。一个负责把它们排进同一次,一个负责把空位排除出这一次的有效计算。
结束记号也不是这些空位。结束记号是生成写到该收的地方就停下来的标记,它本身是序列里真正写出的一个记号,占据有意义的位置,会参与该参与的注意力,也会进入该进入的误差。短序列尾部的空位只是比同一次里最长的那条少了若干格,需要把格子数垫齐,并不是写到了该停的地方。空位可以出现在结束记号之后,那是已经收束又为了对齐而多补的格子,也可以出现在尚未写下结束记号的短序列尾部,那只是这一次排布上的垫齐。结束记号说的是内容写到该收了,填充掩码说的是补出来的空位不能进入这一次计算。因果掩码仍挡还没写出的后文,滑动窗口仍挡离得太远却确有内容的前文,连续批处理仍安排不同进度的生成共用一次计算,彼此并不互相替代。
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