符号回归（Symbolic Regression）与LLM：从数据中发现物理公式与数学定律 各位听众，大家好！今天我们来探讨一个非常有趣且充满挑战的领域：符号回归，以及大型语言模型（LLM）如何革新这个领域。符号回归的目标是从观测数据中自动发现数学公式和物理定律，这听起来像科幻小说，但在机器学习和人工智能的进步下，它正逐渐变为现实。 符号回归：定义与挑战 符号回归是一种机器学习技术，旨在寻找最能拟合给定数据集的数学表达式。与传统的回归方法（如线性回归、多项式回归）不同，符号回归不预先设定模型的结构，而是允许模型自由探索各种可能的数学函数组合，例如加法、减法、乘法、除法、指数、对数、三角函数等。 更正式的定义： 给定数据集 ${(x_i, yi)}{i=1}^n$，符号回归的目标是找到一个函数 $f(x)$，使得 $f(x_i) approx y_i$ 对所有 $i$ 成立，同时 $f(x)$ 的形式（即数学表达式）是未知的，需要算法自行发现。 符号回归面临的挑战： 搜索空间巨大： 可能的数学表达式的数量是无限的。函数、运算符、常数的组合方式非常多，导致搜索空间呈指数级增长。 计算复杂度 …
蒙特卡洛树搜索（MCTS）与LLM结合：在数学证明与代码生成中的路径规划策略
蒙特卡洛树搜索（MCTS）与LLM结合：在数学证明与代码生成中的路径规划策略 大家好，今天我们来深入探讨一个非常有意思且潜力巨大的领域：蒙特卡洛树搜索（MCTS）与大型语言模型（LLM）的结合，以及它们在数学证明和代码生成中的应用。我们将重点关注如何利用MCTS进行有效的路径规划，从而提升LLM在这两个复杂任务中的表现。 1. 引言：LLM的局限性与MCTS的需求 大型语言模型，如GPT-3、GPT-4等，在自然语言处理领域取得了显著的进展。它们能够生成流畅的文本、翻译语言、编写不同类型的创意内容，并以信息丰富的方式回答你的问题。然而，在需要复杂推理和规划的任务中，如数学证明和代码生成，LLM往往会面临一些挑战： 缺乏长期规划能力： LLM通常基于局部信息进行决策，难以进行长期的、有策略的规划。在数学证明中，需要经过多个步骤才能得出结论，LLM容易陷入局部最优解或死胡同。在代码生成中，需要考虑代码的整体结构和依赖关系，LLM生成的代码可能存在逻辑错误或不符合规范。 探索空间巨大： 数学证明和代码生成的搜索空间非常庞大。例如，在证明一个定理时，可能存在多种不同的证明方法，每种方法又包含多 …
量子机器学习（QML）与LLM：利用量子电路层（Quantum Circuit Layer）替代Attention层的探索
量子机器学习（QML）与LLM：利用量子电路层替代Attention层的探索 各位朋友，大家好。今天，我们将探讨一个前沿而富有潜力的领域：量子机器学习（QML）与大型语言模型（LLM）的结合。具体而言，我们将深入研究如何利用量子电路层（Quantum Circuit Layer, QCL）替代 LLM 中至关重要的 Attention 层，以期在性能、效率或模型复杂度上实现突破。 1. LLM 与 Attention 机制回顾 在深入 QML 之前，我们先简要回顾一下 LLM 的核心组成部分，特别是 Attention 机制。 LLM，例如 GPT 系列、BERT 等，是基于 Transformer 架构构建的。Transformer 架构的核心创新之一就是 Self-Attention 机制。Attention 机制允许模型在处理序列数据时，动态地关注输入序列的不同部分，从而更好地捕捉长距离依赖关系和上下文信息。 Attention 机制的计算过程如下： Query, Key, Value (Q, K, V) 的生成： 对于输入序列，模型首先通过线性变换将每个 token 的 emb …
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光子计算（Photonic Computing）在LLM中的潜力：利用光学矩阵乘法加速线性层
光子计算在LLM中的潜力：利用光学矩阵乘法加速线性层 各位朋友，大家好！今天我们来探讨一个非常前沿且充满潜力的领域：光子计算在大型语言模型（LLM）中的应用，特别是如何利用光学矩阵乘法来加速LLM中的线性层。 LLM与线性层的计算瓶颈 大型语言模型，如GPT系列、BERT等，已经深刻地改变了自然语言处理领域。它们的核心组成部分是深度神经网络，而这些网络中，线性层（也称为全连接层或密集层）占据了绝大部分的计算量。 在线性层中，我们主要执行矩阵乘法：Y = AX + B，其中： A 是权重矩阵 X 是输入向量 B 是偏置向量 Y 是输出向量 随着模型规模的增大，权重矩阵 A 的尺寸变得极其庞大，导致矩阵乘法的计算量呈指数级增长。传统的电子计算方法，受限于晶体管的开关速度、互连线的带宽和功耗等因素，在处理如此巨大的矩阵乘法时面临着严重的瓶颈。 光子计算的优势与原理 光子计算利用光子作为信息载体，与电子计算相比，具有以下显著优势： 高速性: 光速远高于电子的漂移速度，理论上光子计算的速度可以达到电子计算的数千倍。 低功耗: 光子在传输过程中几乎没有能量损耗，因此可以显著降低功耗。 高带宽: 光 …
LLM水印的鲁棒性分析：释义攻击（Paraphrasing Attack）对Logits水印的破坏
LLM水印的鲁棒性分析：释义攻击对Logits水印的破坏 各位同学，大家好！今天我们来探讨一个非常重要的课题：LLM水印技术的鲁棒性，特别是针对释义攻击（Paraphrasing Attack）对Logits水印的破坏。LLM，也就是大型语言模型，在各个领域都展现出了强大的能力。然而，这也带来了一个问题：如何区分模型生成的文本和人类撰写的文本？水印技术应运而生，旨在为LLM生成的文本添加可验证的标记，从而实现溯源、版权保护等目的。 今天，我们会深入研究一种常见的水印方法，即Logits水印，并分析释义攻击如何破坏这种水印，以及我们如何评估这种破坏的程度。我们会从基本概念入手，逐步深入到代码实现和实验分析，最后探讨可能的防御策略。 1. Logits水印的基本原理 Logits水印是一种基于概率分布修改的水印方法。其核心思想是在生成文本的过程中，人为地引导模型选择特定的token，使得这些token的出现携带水印信息。具体来说，Logits水印通常通过以下步骤实现： 构建允许列表和禁止列表： 对于词汇表中的每个token，根据水印密钥（secret key）将其分配到允许列表（allow …
TensorRT-LLM的In-flight Batching：与Triton Inference Server集成的流水线细节
TensorRT-LLM 的 In-flight Batching：与 Triton Inference Server 集成的流水线细节 大家好，今天我们深入探讨 TensorRT-LLM 的 In-flight Batching 技术，并着重讲解如何将其与 Triton Inference Server 集成，构建高效的 LLM 推理流水线。我们将从 In-flight Batching 的概念入手，逐步分析其在 TensorRT-LLM 中的实现细节，最后结合 Triton Inference Server 的特性，展示一个完整的集成方案。 1. In-flight Batching 的概念与优势 传统的静态 Batching 在推理开始前收集固定数量的请求，形成一个 Batch 进行推理。这种方式简单直接，但存在明显的局限性： 延迟抖动： 所有请求必须等待最慢的请求完成，导致延迟抖动较大。 资源浪费： 如果 Batch 中存在短请求，则整个 Batch 的推理时间由最长的请求决定，造成计算资源的浪费。 实时性差： 无法及时处理新到达的请求，实时性较差。 In-flight Bat …
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Prometheus与Grafana监控LLM：GPU利用率、SM活跃度与NVLink带宽的可视化大屏
Prometheus与Grafana监控LLM：GPU利用率、SM活跃度与NVLink带宽的可视化大屏 大家好！今天我们来探讨如何使用Prometheus和Grafana监控大型语言模型（LLM）的GPU性能，特别是GPU利用率、SM（Streaming Multiprocessor）活跃度和NVLink带宽。通过搭建这样一个可视化大屏，我们可以更好地了解LLM训练和推理过程中的GPU瓶颈，从而优化模型和硬件配置。 1. 监控指标的重要性 在深入技术细节之前，我们先来了解一下这几个指标的重要性： GPU利用率: 衡量GPU计算资源的整体使用情况。高利用率意味着GPU在充分工作，低利用率则可能表明存在瓶颈，例如数据加载缓慢、CPU瓶颈或代码效率低下。 SM活跃度: SM是GPU中执行实际计算的核心单元。SM活跃度反映了每个SM在给定时间内实际执行指令的比例。高SM活跃度意味着计算密集型任务在高效运行，而低SM活跃度可能表明存在线程束发散、内存访问瓶颈或指令依赖性等问题。 NVLink带宽: NVLink是NVIDIA GPU之间的高速互联技术。在多GPU训练或推理中，GPU之间需要频繁地 …
Slurm集群中的LLM调度：处理节点故障与自动断点续训的脚本工程
Slurm 集群中的 LLM 调度：处理节点故障与自动断点续训的脚本工程 大家好！今天我们来深入探讨一个在大型语言模型（LLM）训练中至关重要的话题：在 Slurm 集群环境下，如何应对节点故障并实现自动断点续训。LLM 的训练通常需要耗费大量的计算资源和时间，任何意外中断都可能导致巨大的损失。因此，一个健壮的调度系统和一套有效的故障恢复机制是必不可少的。 1. 背景：LLM 训练的挑战与 Slurm 的作用 LLM 的训练面临着诸多挑战： 资源需求巨大: 需要大量的 GPU 资源、内存和存储空间。 训练时间长: 通常需要数周甚至数月才能完成一次训练。 分布式训练复杂: 需要高效的数据并行和模型并行策略。 容错性要求高: 节点故障可能导致训练中断，浪费大量资源。 Slurm 作为一款流行的集群资源管理器，提供了强大的作业调度、资源分配和监控功能。它可以帮助我们有效地管理集群资源，并为 LLM 训练提供稳定可靠的运行环境。 2. 节点故障检测与处理策略 节点故障是分布式训练中不可避免的问题。我们需要一套机制来及时检测故障并采取相应的处理措施。 2.1 节点故障检测 Slurm 提供了多种 …
WebGPU-LLM：利用WGSL着色器语言在浏览器端实现Llama-3的硬件加速推理
WebGPU-LLM：浏览器端Llama-3硬件加速推理实践 大家好，今天我们来深入探讨一个前沿且极具潜力的课题：利用WebGPU和WGSL着色器语言在浏览器端实现Llama-3的硬件加速推理。 1. 背景与动机 大型语言模型（LLM）如Llama-3在自然语言处理领域取得了显著进展，但其庞大的计算需求也限制了它们在资源受限环境中的应用，例如移动设备和网页浏览器。传统的JavaScript推理速度较慢，无法满足实时交互的需求。WebAssembly虽然提供了性能提升，但与原生代码相比仍有差距。 WebGPU的出现为解决这一问题提供了新的思路。WebGPU是一种现代图形和计算API，它允许在浏览器中利用GPU进行通用计算，从而实现硬件加速。结合WebGPU的WGSL（WebGPU Shading Language）着色器语言，我们可以将LLM的计算密集型操作卸载到GPU上，大幅提升推理速度。 2. WebGPU与WGSL：核心技术剖析 2.1 WebGPU：下一代图形与计算API WebGPU是W3C标准化的下一代图形和计算API，旨在取代WebGL。它具有以下关键优势： 更低的CPU开 …
Mobile-LLM的设计哲学：深窄架构（Deep-Narrow）在移动端延迟与显存带宽上的优势
Mobile-LLM 设计哲学：深窄架构（Deep-Narrow）在移动端延迟与显存带宽上的优势 大家好，今天我们来深入探讨一个当下非常热门的话题：如何在移动设备上运行大型语言模型（LLM），更具体地说，我们将聚焦于一种名为“深窄架构（Deep-Narrow Architecture）”的设计哲学，以及它在移动端所展现出的延迟和显存带宽优势。 1. 引言：移动端 LLM 的挑战与机遇 随着 LLM 在自然语言处理领域取得的巨大成功，将这些强大的模型部署到移动设备上，实现诸如本地化对话、即时翻译、智能助手等功能，成为了一个极具吸引力的研究方向。然而，移动端的资源受限环境给 LLM 的部署带来了巨大的挑战： 计算能力有限： 移动设备的 CPU 和 GPU 性能远低于服务器，难以支撑 LLM 庞大的计算需求。 显存带宽受限： 移动设备的显存带宽较低，限制了模型参数的快速读取和写入。 功耗敏感： 移动设备对功耗非常敏感，运行 LLM 需要考虑电池续航问题。 延迟要求高： 用户对移动应用的响应速度要求很高，LLM 的推理延迟必须足够低才能保证用户体验。 面对这些挑战，我们需要对 LLM 的架构进 …