LLMs به زبان فارسی ساده

معرفی مدل‌های زبانی بزرگ LLMs به زبان فارسی ساده

• معرفی مدل‌های تولید متن به زبان ساده؟
• مبانی ریاضی مدل‌های زبانی بزرگ
• معماری ترنسفورمر: موتور پردازش مدل‌های زبانی بزرگ
• هزینه‌های محاسباتی و پیشرفت‌های سخت‌افزاری

مقدمه

مدل‌های زبانی بزرگ (LLMs) باعث ایجاد تحول عظیمی در هوش مصنوعی و فراهم آوردن امکان تولید متن‌هایی شده‌اند که شباهت زیادی به نوشتار انسانی دارند. برخلاف مدل‌های قدیمی‌تر که انعطاف‌پذیری کمتری داشتند، این مدل‌ها توانایی پردازش حجم عظیمی از داده‌ها را دارند و در حوزه‌های متنوعی مانند تولید محتوا، ساخت چت‌بات‌ها و خودکارسازی برنامه‌نویسی کاربرد دارند.

معرفی مدل‌های تولید متن به زبان ساده؟

مدل‌های تولید متن، سیستم‌های پیشرفته‌ای از هوش مصنوعی هستند که برای درک و تولید متن طراحی شده‌اند. عملکرد اصلی آن‌ها بر پایه شکستن متن به واحدهای اساسی به نام توکن است. این توکن‌ها می‌توانند شامل کلمات کامل، زیرکلمات یا حتی کاراکترهای منفرد باشند. درک تعداد توکن‌های یک متن برای مدیریت محدودیت‌های پردازشی بسیار مهم است، زیرا مدل‌های مختلف ظرفیت توکنی متفاوتی دارند.

یکی از مراحل مهم پردازش اولیه در این مدل‌ها توکنیزه‌سازی است که متن را به قطعات کوچکتر تقسیم می‌کند تا پردازش آن کارآمدتر شود. رایج‌ترین روش‌های توکنیزه‌سازی عبارتند از:

• Byte-Pair Encoding (BPE): کاراکترهای پرتکرار را به تدریج ترکیب کرده و توکن‌های جدیدی ایجاد می‌کند.
• WordPiece: مشابه BPE اما برای کاهش شکستن غیرضروری کلمات نادر بهینه شده است.
• SentencePiece: برای زبان‌هایی که از فاصله بین کلمات استفاده نمی‌کنند، کارآمد است.

به عنوان مثال، در روش BPE، ابتدا کلمه “apple” به صورت a, p, p, l, e دیده می‌شود، اما پس از پردازش‌های مکرر، ترکیب پرتکرار appl به عنوان یک توکن واحد در نظر گرفته می‌شود که کارایی مدل را افزایش می‌دهد.

مبانی ریاضی مدل‌های زبانی بزرگ

مدل‌های زبانی بزرگ، به جای اینکه کلمات را صرفاً به عنوان رشته‌هایی از حروف در نظر بگیرند، آن‌ها را به بردارهای عددی چندبعدی تبدیل می‌کنند که به آن word embeddings گفته می‌شود. این روش باعث می‌شود که کلماتی با معانی مشابه (مانند “اخلاق” و “فضیلت”) در فضای برداری نزدیک به هم قرار گیرند. این ساختار کمک می‌کند تا مدل‌ها بتوانند روابط بین کلمات، نحو زبان و زمینه معنایی را بهتر درک کنند.

معماری ترنسفورمر: موتور پردازش مدل‌های زبانی بزرگ

نوآوری کلیدی پشت مدل‌های زبانی مدرن، معماری ترنسفورمر است که اولین بار در مقاله‌ی معروف گوگل “Attention Is All You Need” در سال ۲۰۱۷ معرفی شد. برخلاف مدل‌های قدیمی‌تر که متن را به صورت ترتیبی پردازش می‌کردند، ترنسفورمرها از مکانیسم توجه خودکار (self-attention) برای پردازش همزمان تمام کلمات یک جمله استفاده می‌کنند.

به عنوان مثال، در جمله‌ی “گربه روی حصیر نشست“، مدل ترنسفورمر درک می‌کند که “گربه“ با “نشست“ مرتبط است، بدون اینکه نیاز باشد کلمات را به ترتیب بررسی کند. این قابلیت باعث بهبود درک مدل از زبان و روابط بین کلمات می‌شود.

نحوه تولید متن توسط مدل‌های زبانی بزرگ

پس از درک متن ورودی، مدل زبانی بزرگ کلمه بعدی را بر اساس احتمال وقوع آن پیش‌بینی می‌کند. این مدل‌ها برای هر کلمه‌ی ممکن یک مقدار احتمال اختصاص می‌دهند و گزینه‌ای که بالاترین احتمال را دارد، انتخاب می‌کنند. این فرآیند برای هر کلمه‌ی جدید تکرار می‌شود تا یک متن منسجم و معنادار تولید شود.

تحولات تاریخی در معماری ترنسفورمر

قبل از ظهور معماری ترنسفورمر، مدل‌های زبانی مانند شبکه‌های عصبی بازگشتی (RNNs) و حافظه بلندمدت کوتاه‌مدت (LSTMs) چالش‌های زیادی داشتند، از جمله:

• پردازش ترتیبی ناکارآمد: این مدل‌ها متن را کلمه به کلمه پردازش می‌کردند که یادگیری وابستگی‌های بلندمدت را دشوار می‌کرد.
• مشکل کاهش گرادیان: مدل‌های قدیمی در حفظ اطلاعاتی که در ابتدای متن بودند، دچار مشکل می‌شدند.
• کارایی پایین در مقیاس‌های بزرگ: پردازش ترتیبی باعث افزایش زمان و هزینه‌ی محاسباتی می‌شد.

ورود مکانیسم توجه خودکار باعث شد که مدل‌ها بتوانند وابستگی‌های دوربرد را بهتر درک کنند و پردازش موازی را امکان‌پذیر سازند که به طرز چشمگیری کارایی را افزایش داد.

هزینه‌های محاسباتی و پیشرفت‌های سخت‌افزاری

آموزش مدل‌های زبانی بزرگ نیازمند منابع محاسباتی عظیمی است که معمولاً از سخت‌افزارهای خاصی استفاده می‌کنند:

• واحدهای پردازش گرافیکی (GPUs): پردازش ماتریسی را که در یادگیری عمیق ضروری است، بهینه می‌کنند.
• واحدهای پردازش تنسور (TPUs): تراشه‌های اختصاصی گوگل برای پردازش‌های مرتبط با هوش مصنوعی.
• ابررایانه‌ها و مراکز پردازشی با عملکرد بالا: برای آموزش مدل‌های بسیار بزرگ استفاده می‌شوند.

به عنوان مثال، آموزش GPT-4 حدود ۱.۷ تریلیون پارامتر را دربر گرفت و هزینه‌ی محاسباتی آن به ۶۳ میلیون دلار رسید. این نیاز شدید به محاسبات باعث رقابت شدید در بین شرکت‌های سخت‌افزاری شده است، به ویژه NVIDIA که در بازار پردازنده‌های گرافیکی پیشرفته تسلط دارد.

جمع‌بندی و آینده‌ی مدل‌های زبانی بزرگ

تحولات مدل‌های زبانی از معماری‌های قدیمی تا سیستم‌های پیچیده امروزی نشان از پیشرفت چشمگیر در هوش مصنوعی دارند. مدل‌های جدید نه‌تنها درک بهتری از زبان دارند، بلکه قابلیت‌های چندوجهی (متن، تصویر، صوت) را نیز در بر می‌گیرند. آینده‌ی این مدل‌ها شامل:

• بهبود دقت و کاهش خطاهای زبانی.
• مدل‌های بهینه‌تر برای اجرا روی دستگاه‌های شخصی.
• افزایش نقش هوش مصنوعی در پردازش زبان طبیعی در حوزه‌های تخصصی مانند پزشکی و حقوق.

منبع: کتاب مهندسی پرامپت نوشته جیمز فونیکس و مایک تیلور