模型架构与原理面试题图文讲义778 字

Attention 进阶面试题

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《Attention 进阶面试题》共 3 页、0.1 万字,通篇围绕 Attention、显存、上下文、推理 展开,归在「模型架构与原理」这一层。

覆盖Attention显存上下文推理KV CacheTransformer

适合要跟模型团队对话、得听懂他们在说什么的人

目录骨架(1 节)
  1. 4h, 16384

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本讲义目录 · 3 页
  1. 011 传统 Attention 存在哪…
  2. 024h, 16384
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1 传统 Attention 存在哪…

1 传统 Attention 存在哪些问题? 1. 传统 Attention 存在上下文长度约束问题; 2. 传统 Attention 速度慢,内存占用大;

  • 2 Attention 优化方向 1. 提升上下文长度 2. 加速、减少内存占用 3 Attention 变体有哪些?
  • 稀疏 attention。将稀疏偏差引入 attention 机制可以降低了复杂性;
  • 线性化 attention。解开 attention 矩阵与内核特征图,然后以相反的顺序计算 attention 以实现线性复杂度;
  • 原型和内存压缩。这类方法减少了查询或键值记忆对的数量,以减少注意力矩阵的大小;
  • 低阶 self-Attention。这一系列工作捕获了 self-Attention 的低阶属性;
  • Attention 与先验。该研究探索了用先验 attention 分布来补充或替代标准 attention;
  • 改进多头机制。该系列研究探索了不同的替代多头机制。 4 Multi-Query Attention 篇 4.1 Multi-head Attention 存在什么问题?
  • 训练过程:不会显著影响训练过程,训练速度不变,会引起非常细微的模型效果损失;
  • 推理过程:反复加载巨大的 KV cache,导致内存开销大,性能是内存受限; 4.2 介绍一下 Multi-Query Attention? Multi-Query Attention 在所有注意力头上共享 key 和 value.
  • 4.3 对比一下 Multi-head Attention 和 Multi-Query Attention?
  • Mult-head Attention:每个注意力头都有各自的 query.key 和 value。
  • Multi-query Attention:在所有的注意力头上共享 key 和 value。

Scaled dot-product attention

K Q

Multi-Qvery Attentior shared key. valu embeddings

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4h, 16384

FFN 中间维度 n_heads head_dim 维度 h 11008 4096 4096 11008 4096 4096 13696

4h, 16384 4096 4544 4h, 18176

Output Output

SwiGLU Dropout

Multi-Query MLP Multi-Head Attention

Norm

Input Input

(2)LLaMA Block (3)Falcon Block

模型 LLaMA baichuan ChatGLM-6B ChatGLM2-6B Bloom Falcon

  • Falcon、PaLM.ChatGLM2-6B 都使用了 Multi-query Attention,但有细微差别。
  • 为了保持参数量一致,
  • Falcon:把隐藏维度从 4096 增大到了 4544。多余的参数量分给了 Attention 块和 FFN 块
  • ChatGLM2:把 FFN 中间维度从 11008 增大到了 13696。多余的参数分给了 FFN 块 4.4 Multi-Query Attention 这样做的好处是什么? 减少 KV cache 的大小,减少显存占用,提升推理速度。 4.5 有哪些模型是使用 Multi-Query Attention?
  • 代表模型:PaLM、ChatGLM2、Falcon 等 5 Grouped-query Attention 5.1 什么是 Grouped-query Attention? Grouped query attention:介于 multi head 和 multi query 之间,多个 key 和 value。 5.2 有哪些大模型使用 Grouped-query Attention? ChatGLM2, LLaMA2-34B/70B 使用了 Grouped query attention。

6 FlashAttention •核心:用分块 softmax 等价替代传统 softmax

  • 优点:节约 HBM,高效利用 SRAM,省显存,提速度
  • 代表模型:Meta 推出的开源大模型 LLaMA,阿联酋推出的开源大模型 Falcon 都使用了 Flash Attention 来加速 计算和节省显存
  • 关键词:HBM、SRAM、分块 Softmax、重计算、Kernel 融合。 7 并行 transformer block

用并行公式替换了串行,提升了 15%的训练速度。 在 8B 参数量规模,会有轻微的模型效果损失;在 62B 参数量规模,就不会损失模型效果。 Falcon、PaLM 都使用了该技术来加速训练

Output

Add & Norm

Add & Norm

Multi-Head Attention

Input

(1)GPT Block

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