3分钟搞懂大模型的训练过程-优快云博客

大模型的训练是无监督学习还是有监督学习？在大模型训练过程中，数据的标签是什么？如何计算损失然后进行反向传播的呢？

今天就简单来聊一下这个问题。

1、是有监督还是无监督

事实上，很多自然语言处理（NLP）的模型，尤其是上文提到的大语言模型（如GPT系列），都是通过无监督学习或自监督学习的方式进行训练的。

也就是说它们不需要人工标注的标签来进行训练。

试想一下，训练 GPT 的数据样本大多来自于互联网，如果需要对这些数据进行标注的话，会花费大量的人力，并且很多长文本是没有办法或者很难去标注的。

因此这类模型的训练采用的基本是自监督学习的模式。

自监督学习可以认为是无监督学习的一种特殊方式。

模型通过从输入数据本身生成的伪标签来进行训练，这些伪标签不是由人工标注的，而是由模型根据一定的规则自动生成的。

常见的自监督学习任务模型有以下两种。

第一种是掩码语言模型（Masked Language Model, MLM），这是 BERT 等模型使用的一种训练方法。

它将其中一部分输入词进行随机掩码（替换为一个特殊的掩码符号），模型的任务就是是预测这些被掩码的词。

这样，模型就能学习到词与上下文之间的关系，有点类似于让模型不断进行完形填空的意思。

第二种是因果语言模型（Causal Language Model, CLM），这是 GPT 系列模型使用的一种训练方法。

在这种训练模式下，模型被训练来预测给定前文的下一个词，这样，模型就能学习到文本的顺序结构和语言的生成过程。

说到这你可能还不完全清楚，看下面的例子就明白了。

2、GPT 的训练过程

以因果语言模型的训练为例，假设给模型的输入数据是：The quick brown fox jumps over the lazy" 这句话。

当然实际训练时，输入给模型的数据还会经过 Tokenization、词嵌入和位置编码这些步骤，但是我们这里先绕过，不影响理解。

在 GPT 等模型的训练时，如果给定上述句子作为模型的输入，是希望模型可以预测出下一个词是什么，这是模型的任务。

因此，每给定一个单词(Token)，模型都要预测下一个词，然后将预测出来的词加上原来已有的词作为新的输入，继续预测下一个词，如此反复迭代。

将训练过程写出伪代码是如下形式。

ini复制代码# 假设:
# - input_tokens 是输入序列
# - target_tokens 是目标序列
# - transformer_model 是一个Transformer模型
# - optimizer 是用于优化模型参数的优化器
# - loss_function 是损失函数，例如交叉熵损失
for epoch in range(num_epochs):  # 迭代多个训练周期
  for input_tokens, target_tokens in data_loader:
    # 1. 模型输入
    # 将输入token转换为嵌入向量，进行词嵌入和位置编码
    input_embeddings = embedding_layer(input_tokens)
    position_embeddings = get_position_embeddings(input_embeddings)
    transformer_input = input_embeddings + position_embeddings
    # 2. Transformer模型
    # 通过Transformer模型得到输出
    transformer_output = transformer_model(transformer_input)
    # 3. 模型输出和损失计算
    # 将Transformer输出转换为logits
    logits = output_layer(transformer_output)
    loss = loss_function(logits, target_tokens) # 计算损失
    # 4. 梯度下降和反向传播
    optimizer.zero_grad()  # 清除之前的梯度
    loss.backward()  # 反向传播，计算梯度
    optimizer.step() # 更新模型参数

上面的 input_tokens 就可以认为是输入的一句话。

可以看到在计算损失的时候，比较的是模型的输出和 target_tokens 的损失。

模型的输出我们好理解，就是模型预测的下一个词，那么target_tokens 是什么呢？

上面说到自监督学习的时候，说到一句话：“自监督学习中的伪标签是模型通过一定的规则生成的”。

target_tokens 就是伪标签，因为模型需要预测下一个词，因此“一定的规则”就是对输入 token 往后移一位来实现的，如下所示。

input_tokens 是原始句子中的单词序列，而 target_tokens 是这个序列向右移动一个位置的结果。

在训练过程中，模型会试图根据 input_tokens 中的每个词来预测 target_tokens 中的下一个词。

例如，给定输入 “The”，模型应该预测输出 “quick”；然后将 “The” 和 "quick "合成新的输入 “The quick” 给模型，模型应该预测出 “brown”，以此类推。

这样经过大量甚至是海量的文本数据的自监督学习，模型就可以学到很多自然语言的结构和句式了。

大语言模型也就训练完成了。

当然上面的过程说的很粗糙，仅仅是想让大家先搞清楚自监督学习这个概念，以及实际模型训练时，模型是如何自我监督的。

相信看完之后，你会对大模型的训练有一个更加清晰的认识了吧。

如何学习大模型

现在社会上大模型越来越普及了，已经有很多人都想往这里面扎，但是却找不到适合的方法去学习。

作为一名资深码农，初入大模型时也吃了很多亏，踩了无数坑。现在我想把我的经验和知识分享给你们，帮助你们学习AI大模型，能够解决你们学习中的困难。

我已将重要的AI大模型资料包括市面上AI大模型各大白皮书、AGI大模型系统学习路线、AI大模型视频教程、实战学习，等录播视频免费分享出来，需要的小伙伴可以扫取。

一、AGI大模型系统学习路线

很多人学习大模型的时候没有方向，东学一点西学一点，像只无头苍蝇乱撞，我下面分享的这个学习路线希望能够帮助到你们学习AI大模型。

在这里插入图片描述

二、AI大模型视频教程

在这里插入图片描述

三、AI大模型各大学习书籍

在这里插入图片描述

四、AI大模型各大场景实战案例

在这里插入图片描述

五、结束语

学习AI大模型是当前科技发展的趋势，它不仅能够为我们提供更多的机会和挑战，还能够让我们更好地理解和应用人工智能技术。通过学习AI大模型，我们可以深入了解深度学习、神经网络等核心概念，并将其应用于自然语言处理、计算机视觉、语音识别等领域。同时，掌握AI大模型还能够为我们的职业发展增添竞争力，成为未来技术领域的领导者。

再者，学习AI大模型也能为我们自己创造更多的价值，提供更多的岗位以及副业创收，让自己的生活更上一层楼。

因此，学习AI大模型是一项有前景且值得投入的时间和精力的重要选择。