大模型推理与应用术语解释

简介: 本文介绍了大语言模型相关八大核心技术:推理、生成式AI、检索增强生成(RAG)、提示工程、上下文学习、代理、多模态学习与语义搜索。涵盖从模型输出生成、内容创造、知识融合、输入优化到自主决策和跨模态理解等关键方向,系统阐述其原理、应用与技术挑战,展现当前AI从单一任务向通用智能演进的核心路径,凸显高效、准确、可信赖的智能系统发展趋势。(238字)

推理(Inference)
推理是指使用已训练好的大语言模型处理新输入并生成输出的过程。与训练阶段不同,推理不涉及参数更新,只进行前向计算。在大语言模型中,推理通常包括将输入文本转换为token序列,通过模型各层处理这些token,并生成概率分布以预测下一个token,最终将生成的token 序列转换回文本。推理阶段的关键指标包括延迟(生成响应所需的时间)、吞吐量(单位时间内处理的请求数)和资源消耗(内存、计算量)。与训练相比,推理对硬件要求较低,但在大规模服务场景中仍面临挑战,特别是需要实时响应的应用。为提高推理效率,业界采用了多种优化技术,如量化、批处理、KV缓存、推理加速器等。随着大模型应用普及,高效推理技术变得越来越重要,直接影响用户体验和运营成本。
生成式AI(Generative AI)
生成式AI是指能够创建新内容而非仅分析现有内容的人工智能系统。大语言模型是生成式AI的代表性技术,能够生成文本、代码、对话等内容。与传统的判别式AI(如分类器)不同,生成式AI不仅理解输入,还能产生全新、连贯且符合上下文的输出。生成式AI的核心在于学习数据的概率分布,并从这一分布中采样生成新实例。大语言模型通过自回归方式,基于已生成的内容逐步预测下一个token,从而构建完整输出。生成式AI的应用极为广泛,包括内容创作、对话系统、代码生成、创意写作、翻译等。随着模型规模和技术的发展,生成式AI的能力不断提升,输出质量越来越接近人类水平,甚至在某些领域超越人类平均水平,成为AI领域最具变革性的技术之一。
检索增强生成(RAG,Retrieval-Augmented Generation)
检索增强生成是一种结合信息检索和文本生成的技术,通过在生成过程中引入外部知识来增强大语言模型的输出质量。RAG的工作流程通常包括:首先根据用户查询从知识库(如文档、网页、数据库)中检索相关信息;然后将这些信息与原始查询一起提供给大语言模型;最后模型基于检索到的信息生成回答。这一方法解决了大语言模型的关键局限性:知识截止日期问题、事实准确性和幻觉生成。通过引入最新、专业或特定领域的外部知识,RAG使模型能够访问训 练数据之外的信息,生成更准确、更新、更专业的回答。RAG在企业知识库问答、实时信息服 务、专业领域应用等场景中表现出色,是提升大模型实用性的重要技术,也是构建可靠AI系统的关键方法之一。
提示工程(Prompt Engineering)
提示工程是设计和优化输入提示的技术,旨在引导大语言模型生成更准确、更有用的输出。这一领域研究如何通过提示的结构、措辞和格式来影响模型行为,而无需修改模型参数。有效的提示工程技术包括:任务说明(明确指定任务类型和目标)、角色扮演(如"你是一位经验丰富的医生")、格式指导(指定输出格式)、思维链提示(引导模型逐步思考)、少样本学习(在提示中包含示例)等。提示工程已发展出系统化方法,如CRISPE框架(Context, Role, Instruction, Specification, Persona, Examples)。随着模型能力提升,提示工程变得更加重要,它使非技术用户能够有效利用大模型,同时也是专业人士优化模型输出的关键工具。提示工程的艺术性和技术性并存,需要理解模型特性、任务需求和人类认知,是大模型应用中不可或缺的技能。
上下文学习(In-Context Learning)
上下文学习是大语言模型的一种能力,指模型能够仅通过在提示中提供示例,而无需参数更 新,就能理解并执行新任务。这种方法利用模型的推理能力,通过在提示中包含任务描述和几个输入-输出示例对,引导模型理解任务模式并应用到新输入上。例如,要进行情感分析,可以在提示中提供几个已标注的评论示例,然后模型就能对新评论进行分类。上下文学习的优势在于灵活性和即时适应性,无需为每个新任务专门微调模型。研究表明,上下文学习能力随模型规模增长而显著提升,是大模型涌现能力的重要表现。上下文学习的效果受示例数量、质量和排序的影响,精心设计的示例可以大幅提升性能。这一能力使大语言模型成为通用任务解决工具,能够动态适应各种应用场景,极大地扩展了应用范围。
代理(Agent)
在大语言模型领域,代理是指具有自主决策能力、能够执行复杂任务的AI系统。与简单的问答系统不同,代理能够规划、推理、使用工具、与环境交互并根据反馈调整行为。大语言模型作为代理的核心,提供了理解指令、生成计划、做出决策和生成响应的能力。典型的代理架构包括:感知(理解用户输入和环境状态)、规划(制定实现目标的步骤)、执行(调用工具或API执行操作)和反思(评估结果并调整计划)。代理可以访问各种工具,如网络搜索、代码执行、数据分析工具等,极大地扩展了其能力边界。代理技术的发展使AI系统能够执行更复 杂、更长期的任务,如研究助手、个人助理、自动化工作流等。随着技术进步,代理的自主性和能力不断提升,正在改变人机交互的方式,开创AI应用的新范式。
多模态学习(Multimodal Learning)
多模态学习是指AI系统能够处理、理解和生成多种形式数据(如文本、图像、音频、视频)的能力。传统大语言模型主要处理文本,而多模态大模型扩展了这一能力,能够理解和处理多种感知输入。这些模型通过复杂的架构将不同模态的信息映射到共享的表示空间,使模型能够理解跨模态的关系和语义。多模态学习的关键挑战包括不同模态数据的对齐、融合和协同理解。
近年来,多模态大模型取得了显著进展,如能够理解图像并进行文本对话的视觉语言模型、能够生成与文本描述匹配的图像的文生图模型等。多模态能力极大地扩展了AI系统的应用场景, 使其能够更全面地理解世界,执行更复杂的任务,如视觉问答、图像描述、视频理解、跨模态检索等。随着技术发展,多模态大模型正朝着更统一、更通用的智能系统方向发展。
语义搜索(Semantic Search)
语义搜索是一种基于内容含义而非简单关键词匹配的搜索技术。传统搜索主要依赖词汇匹配, 而语义搜索能够理解查询的语义意图和上下文,找到概念相关而非仅词汇相似的内容。大语言模型通过将文本映射到高维向量空间(嵌入),使语义相似的内容在该空间中距离接近,从而实现语义搜索。这一技术的核心是向量数据库和相似度计算,常用的相似度度量包括余弦相似度、欧氏距离等。语义搜索在多个领域表现出色,如企业知识库检索、学术文献搜索、法律文档分析等,能够找到传统关键词搜索可能遗漏的相关内容。它也是检索增强生成(RAG)系统的关键组件,负责从大型知识库中检索与查询语义相关的信息。随着大模型技术发展,语义搜索的准确性和效率不断提升,正在改变人们获取和处理信息的方式,成为知识管理和信息检索的重要工具。

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