混合递归架构实现推理速度翻倍的技术解析

本文详细介绍了KAIST AI与Mila提出的混合递归架构(MoR),该技术通过参数共享与自适应计算相结合,在保持相同参数量和计算预算的条件下,显著提升大语言模型的推理效率与准确性,最高可实现2.06倍的推理加速。

大语言模型的扩展挑战

当前大语言模型的能力与其规模直接相关,但模型扩展导致内存占用和计算需求激增,使得训练和部署仅适用于超大规模数据中心。为此,研究者主要探索两种优化方法:

  1. 参数共享技术:通过跨层复用权重减少参数量,例如"层绑定"技术
  2. 自适应计算:根据输入复杂度动态分配计算资源,例如"早期退出"机制

混合递归架构原理

MoR框架融合递归Transformer与动态路由机制:

  • 递归块设计:将模型划分为参数共享的递归块,通过重复调用实现深层计算
  • 轻量级路由:类似混合专家模型(MoE)的路由机制,为每个token动态分配递归深度
  • 高效KV缓存:采用递归感知的KV缓存策略,仅存储活跃token的键值对,降低内存压力

性能验证

在1.35亿至17亿参数规模的测试中:

  • 相同计算预算下,MoR模型较基线准确率提升0.8%(43.1% vs 42.3%)
  • 参数量减少近50%的同时,训练时间缩短19%,峰值内存降低25%
  • 最大实现2.06倍推理加速,360M以上参数模型性能全面超越标准Transformer

企业应用路径

  • 增量训练:支持对现有开源模型进行低成本改造
  • 多模态扩展:架构可适配视频、音频等复杂数据类型
  • 参数调优:开发者可通过调整递归步数平衡性能与效率

该技术为降低大模型计算开销提供了有效路径,其论文已发布于arXiv平台。

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