大语言模型(LLM)中核心技术
1. RAG(Retrieval-Augmented Generation,检索增强生成)
概念:RAG 是一种结合了信息检索和文本生成的技术,通过将大语言模型(LLM)与外部知识库相结合,提升生成答案的准确性和时效性。
原理:
- 检索阶段:对用户输入进行向量化,将其与预先建立的向量知识库进行相似度匹配,检索相关文档。
- 生成阶段:将检索到的文档与用户输入结合,作为模型的上下文,进行文本生成。
优点:
- 结合外部知识,扩展模型的知识范围。
- 动态更新知识,解决 LLM 训练时知识固化问题。
缺点:
- 检索系统的质量直接影响生成效果。
- 实时性依赖于检索速度和模型处理能力。
应用场景:智能问答、法律咨询、技术支持等需要实时更新知识的场景。
2. Agent(智能代理)
概念:Agent 是一种具备自主任务执行能力的系统,能够根据用户输入和目标,动态调用工具、检索信息、执行代码,甚至与其他模型协作。
原理:
- 感知:接收用户输入。
- 推理:根据任务目标,规划执行路径。
- 执行:调用外部工具(如 API、数据库、Python 代码等)完成任务。
优点:
- 强大的自主性和灵活性,适用于复杂任务。
- 可扩展性强,能与多种工具和服务集成。
缺点:
- 需要复杂的任务规划与多步执行机制。
- 执行速度和准确性依赖于每个子系统的性能。
应用场景:自动化办公、数据分析、跨系统集成、任务执行机器人。
3. 微调(Fine-tuning)
概念:微调是对预训练语言模型进行特定任务或领域的进一步训练,以提升模型在该任务上的表现。
原理:
- 使用特定数据集(如问答、分类、翻译等)对模型进行有监督或指令微调。
- 通过调整模型参数,使其更适配特定任务。
优点:
- 提升模型对特定任务的理解和生成能力。
- 对行业或专用知识进行深度适配。
缺点:
- 训练成本高,尤其对大模型需要大量计算资源。
- 可能导致模型在其他任务上的泛化能力下降。
应用场景:医疗、法律、金融等专业领域的专属 AI 服务。
4. 向量知识库(Vector Database)
概念:向量知识库是一种将文本、图像等数据转换为高维向量并进行存储、索引和检索的系统。
原理:
- 数据向量化:使用嵌入模型(如 BERT、OpenAI Embedding)将文本或多模态数据转换为向量。
- 相似度检索:使用 ANN(近似最近邻)算法进行快速相似度搜索。
优点:
- 支持大规模、实时的数据检索。
- 适配多种数据格式(文本、图像、音频等)。
缺点:
- 构建和维护大规模向量库需较高存储和计算资源。
- 依赖嵌入质量,向量化不佳会影响检索准确性。
应用场景:RAG 系统、推荐系统、语义搜索、知识图谱。
5. NLP(自然语言处理)
概念:NLP 是人工智能的一个子领域,专注于实现计算机对人类语言的理解和生成。
主要技术:
- 文本预处理:分词、去除停用词、词性标注。
- 模型训练:BERT、GPT、T5 等语言模型的预训练和微调。
- 信息抽取:实体识别、关系抽取、情感分析。
优点:
- 适配多种语言和文本形式,增强语言理解。
- 支持多任务,适应性强。
缺点:
- 对低资源语言和复杂语境的理解仍有限。
应用场景:文本分类、信息抽取、翻译、对话系统。
6. 提示工程(Prompt Engineering)
概念:提示工程是针对大语言模型设计和优化输入提示(Prompt)的方法,目的是引导模型生成符合预期的输出。
原理:
- 调整提示的结构和内容,优化模型响应。
- 使用少样本学习(Few-shot)和零样本学习(Zero-shot)提升模型性能。
技术手段:
- Chain-of-Thought(CoT):引导模型分步推理。
- Instruction Tuning:对模型进行指令优化。
优点:
- 无需修改模型参数,低成本提升模型效果。
- 灵活适配多种任务,适合快速部署。
缺点:
- 依赖于人工设计提示,效果不稳定。
应用场景:智能问答、代码生成、内容创作、数据分析。
7. 其他相关技术
(1) LoRA(Low-Rank Adaptation)
- 概念:一种参数高效微调方法,仅训练低秩矩阵,减少计算和存储消耗。
- 应用场景:大模型微调,适用于资源受限场景。
(2) MoE(Mixture of Experts)
- 概念:一种模型架构,多个专家子模型协同工作,按需激活部分专家。
- 应用场景:提升大模型推理效率,减少计算开销。
(3) PEFT(Parameter-Efficient Fine-Tuning)
- 概念:通过冻结大部分模型参数,仅对少量参数进行微调。
- 应用场景:资源受限环境中的模型适配。
(4) RLHF(Reinforcement Learning from Human Feedback)
- 概念:结合人类反馈进行强化学习,优化模型输出质量。
- 应用场景:道德对齐、复杂任务优化。
8. 技术对比总结
技术名 | 核心目标 | 优势 | 劣势 | 主要应用场景 |
---|---|---|---|---|
RAG | 动态扩展知识库,增强生成能力 | 实时更新、知识覆盖广 | 依赖检索系统质量 | 智能问答、文档摘要 |
Agent | 自主任务执行和决策 | 灵活多变、可扩展性强 | 复杂性高、执行速度受限 | 自动化办公、任务规划 |
微调 | 提升特定任务的模型表现 | 定制化能力强 | 训练成本高、泛化性下降 | 医疗、法律等垂直领域 |
向量知识库 | 高效相似度搜索与知识管理 | 快速检索、支持多模态 | 构建维护复杂、依赖嵌入质量 | RAG 系统、语义搜索 |
提示工程 | 通过优化提示提高输出质量 | 低成本、无需修改模型 | 依赖提示设计,稳定性差 | 内容创作、代码生成 |