拐點 #002: 大語言模型的基本原理與工作方式
演進歷程：從規則驅動到機器學習
在人工智能的發展歷程中，早期的研究主要側重於將解決問題的規則輸入計算機，試圖通過啟蒙運動理性的思路模擬人類的智能行為。然而，這條路逐漸變得艱難，因為規則過於繁多，無法應對複雜的情境和語境。在這個背景下，一些科學家轉向了神經網絡算法，試圖模擬人腦的感知能力。這種新的方法不再依賴於預先設定的規則，而是讓機器自己學習規律和模式，GPT便是這種方法的產物。
大語言模型(Large Language Model, LLM)是基於深度學習(deep learning)的人工智能模型，其核心原理是神經網絡。神經網絡模擬了人類神經系統的結構，由多個神經元組成的層次結構。
訓練過程：從數據中學習規律
大語言模型的訓練過程包括兩個關鍵階段：訓練和推理。
在訓練階段，模型通過大量的文本數據進行學習，不斷調整其參數以優化模型性能。這個過程需要大量的計算資源和數據支持，以確保模型能夠準確理解和生成文本。一旦訓練完成，模型的參數將固定下來，可以用於後續的推理過程。
參數設定是在大語言模型的訓練過程中發生的。在訓練過程中，模型的參數需要初始化為某些值，然後透過反向傳播算法不斷地更新和調整這些參數，以使模型的預測結果與實際結果之間的誤差最小化。
我們用人類如何學習寫作技能類比這個訓練過程。
首先是"初學階段：掌握基本技能"。當我們初次學習寫作時，首先需要掌握基本的語法、拼寫和標點等技能。這與LLM的初始訓練階段相似，模型通過大量的數據學習語言的基本規則和結構，建立對語言的基本理解。
再來是"實踐中的提升：模仿與練習"。在寫作過程中，我們通過模仿優秀作品、大量練習和反饋來提升自己的寫作水平。這就像LLM在訓練過程中不斷接觸和學習大量的文本數據，逐漸領悟語言的內在規律和模式。
接著是"反饋與調整：修正錯誤、改進進程"。我們會接受來自老師、同學或編輯的反饋，不斷修正錯誤、改進寫作進程。類似地，LLM在訓練過程中也會根據數據的反饋不斷調整模型參數，提升模型的性能和準確性。
推理過程：自主生成文本
其目的是根據輸入內容生成相關的文本輸出。在推理過程中，模型利用其固定的參數和訓練經驗來預測下一個詞語或句子，並生成連貫的文本。推理過程是大語言模型應用於實際場景的關鍵步驟，如文本生成、對話系統等。
在寫作的推理過程中，我們常常依靠自己的靈感和想象力來創作新的作品。類似地，LLM在推理過程中會根據已有的知識和模式，自主生成文本，如文本生成、對話系統等。有時候，我們會結合先驗知識和已有模式，進行模仿創作，同時也能夠進行創新，生成全新的內容。LLM在推理過程中也會結合已有的數據和模式，生成新穎、連貫的文本，不斷拓展其應用領域。
結論
具體來說，GPT-3.5擁有超過1000億個參數，模型的參數是用來調整和控制模型行為的變量，其數量直接影響到模型的複雜度和性能。這些參數通常是模型中神經元之間的權重值、偏差值等。「1000億個參數」表示這個大語言模型中包含了1000億個用來調整模型行為的變量，這是一個非常龐大的數量，需要極大的計算能力和數據量來進行訓練和推理。
之後的版本GPT-4以及未來的GPT-5等將擁有更多的參數。這些參數的增加意味著模型能夠處理更多的數據和更複雜的任務，但同時也意味著需要更大的計算資源來訓練和推理這些模型。因此，這也提醒人們意識到，發展AI模型需要巨大的計算資源，而這也可能成為未來發展的一個挑戰。
發展AI模型需要會面臨以下挑戰：
- 計算成本： 大型AI模型需要龐大的計算資源進行訓練和推理，這導致了龐大的計算成本。這包括硬體設備的購買和維護成本，以及雲端計算服務的使用費用。
- 能源消耗：大量的計算資源需要大量的能源來運行，這對能源供應和環境造成了壓力。高能耗也導致了對可再生能源的需求增加。
- 計算資源分配不均：許多開發中國家或地區缺乏充足的計算資源，這導致了在全球範圍內計算資源的分配不均，進一步加劇了數字鴻溝。
- 技術限制：隨著模型規模的不斷增長，需要更多先進的計算技術來支持大型模型的訓練和推理。這包括高性能計算、分佈式計算、量子計算等技術。
- 數據需求：大型AI模型需要大量的數據進行訓練，這對數據的收集、清理和標註提出了更高的要求。同時，大型模型也可能會對隱私和數據安全構成挑戰。
這需要政府、企業和學術界的共同努力，以確保計算資源的可持續利用和公平分配。
