新微调方法LongLoRA可低成本提升LLM上下文理解能力

文章概要:

1. 长文本理解突破:MIT与香港中文大学合作研发出LongLoRA，一种优化方法，可提升大型预训练语言模型（LLM）的上下文理解能力，而无需大量计算资源。

2. 训练方法创新:研究人员采用稀疏本地关注与参数高效调优策略相结合的方法，显著降低了训练成本，同时保持性能。

3. 上下文长度的关键性:文章讨论了上下文长度对LLM性能的影响，强调了在某些情况下，上下文长度比模型参数数量更为重要。

近日，麻省理工学院（MIT）与香港中文大学联手开发了一项名为LongLoRA的新微调方法，为大型预训练语言模型(LLM)的发展提供了全新的途径。这一方法被设计用来增强LLM对上下文的理解能力，而无需过多的计算资源，为经济型超大LLM的构建铺平了道路。

LLM在自然语言处理领域发挥着巨大的作用，但通常需要巨大的计算资源来进行训练。文章指出，训练一个具有8192长度上下文的模型，相比于2048长度上下文，需要16倍的计算资源。而上下文长度实际上代表了LLM在回应给定提示时对整个上下文的清晰理解能力，这对于模型的性能至关重要。

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LongLoRA方法的创新之处在于研究人员采用了两种关键方法来拓展LLM的上下文理解能力。首先，他们采用了稀疏本地关注，具体是“shift short attention（S2-Attn）”方法，通过这一方法在Fine-tuning过程中，高效地实现了上下文的拓展，同时保持了与标准关注机制相似的性能水平。

其次，研究人员重新审视了参数高效调优策略，发现结合可训练的嵌入和标准化方法的LoRA在上下文扩展方面非常有效。LongLoRA在多个任务中都获得了强大的实验结果，使用了LLaMA2模型，从7B/13B到70B不等。这一方法可以将模型的上下文从4k扩展到100k，适用于LLaMA27B，或者从32k扩展到LLaMA270B，而仅需要一台8× A100机器。值得注意的是，LongLoRA保持了原始模型架构，并与各种现有技术兼容。

为了提高LongLoRA方法的实用性，研究团队还创建了LongQA数据集，用于监督Fine-tuning，包括超过3，000个问题-答案对，其中包含了详细的上下文。

研究的关键发现包括对长序列语言建模的评估，研究发现，通过更长的上下文训练，模型的性能得到了提升，这显示了他们Fine-tuning方法的有效性。另外，研究还探讨了这些模型在单台机器上能够处理的最大上下文长度，发现即使在较小的上下文长度下，模型仍然表现出色。此外，研究还进行了基于检索的评估，测试了模型在寻找长对话中特定主题的任务中的表现，结果显示，这些模型在某些情况下甚至优于同类竞争模型，并且更高效地适应了开源数据。

最近的讨论中，关于LLaMA和Falcon等语言模型的性能已经开始超越了更大模型（如GPT-4或PaLM），焦点逐渐从增加模型参数数量转向了上下文令牌数量或上下文长度的考虑。文章还引用了一项研究，指出与常见误解相反，较长的输入文本并不总是导致更好的输出。实际上，在将较长的文章输入模型(例如2000字)时，模型通常只能理解前700-800字的内容，之后生成的回应可能会变得不太连贯。这一现象类似于人类记忆的工作方式，信息的开头和结尾通常比中间部分更容易被记住。

LongLoRA方法的推出为经济型超大LLM的发展提供了新的路径，通过优化上下文理解能力，降低了训练成本，有望推动自然语言处理领域的进一步发展。