大语言模型训练全流程(技术深度拆解版)---以DeepSeek为例

DeepSeek不只是一个模型,而是一套完整的训练工程体系。它涵盖:数据工程、分词策略、模型架构设计、预训练、微调、对齐训练(SFT+RL)、分布式训练优化、推理部署和持续迭代体系。

这个流程不是"下载数据---跑训练"那么简单,而是工业级工程体系,涉及数千小时 GPU 训练、分布式系统优化、语料处理、反馈循环和模型对齐策略。

本文将从研发视角带你理解一个大模型从无到有的全过程


Part 1:训练目标与设计理念

在开始训练之前,需要明确三件事:

关键问题 DeepSeek 解决方式
模型要做什么? 通用语言理解与生成,具备编程、推理、多语言能力
模型规模设计? 数十亿至百亿参数(Dense + MoE 混合架构)
训练方式? 并行分阶段:预训练 → SFT → 强化学习(GRPO)→ 迭代优化

DeepSeek 的策略是:

先让模型"拥有语言能力",再让它"像人类表达",最后让它"按用户偏好优化回答"。


Part 2:数据构建与质量链路

训练质量 = 数据质量 × 模型规模 × 训练策略

DeepSeek 的数据来源大致分为:

类型 占比 内容
通用文本 40--60% 书籍、百科、新闻、博客
科学论文 & 技术文档 10--20% Arxiv/专利/API文档
编程语料 15--30% GitHub、StackOverflow
多语言语料 5--15% 中文、英文、日语等

数据清洗流程:

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采集 → 去重 → 分段 → 质量评估 → 毒性过滤 → 纠错 → 分布平衡 → 数据蒸馏 → 数据增强

关键技术手段包括:

  • MinHash 去重避免学成复读机
  • LLM-based Quality Scoring(模型自动给语料评分)
  • 语言检测 + 格式修复(Markdown、代码结构识别)
  • 有害内容过滤(毒性检测、PII 识别)
  • 知识重采样(领域分布平衡)

最终输出一个 数万亿 Token 的训练语料池


Part 3:Tokenizer 训练(分词器设计)

DeepSeek 使用类似 BPE/SentencePiece + 字节级适配(byte-level) 的 tokenizer:

设计目标:

  • 兼容多语言
  • 适合代码结构
  • 避免中文切割丢语义

训练方式:

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语料(抽样) → Token学习 → 合并规则 → Vocab构建 → 频率调优 → 冷门token裁剪

词表大小约:30K~200K token(视模型版本而定)


Part 4:模型架构设计(Transformer Variant)

DeepSeek 的核心结构基于 Decoder-Only Transformer,但进行了工业级优化:

模块 特点
Attention QKV多组优化、RoPE增强长上下文、多查询注意力(MQA/GQA)
FeedForward SwiGLU + 更大维度以提升表达能力
Normalization RMSNorm 替代 LayerNorm
位置编码 RoPE(可扩展至超长上下文)
稀疏激活 MoE(Mixture-of-Experts)加速训练与推理

模型不是机械堆层,而是经过大量训练实验与损失曲线分析后调优的产物。


Part 5:预训练(Pretraining)

核心任务: predicting next token(语言建模任务)

数学公式:P(xt+1​∣x1​,x2​,...,xt​)

流程:

yaml 复制代码
输入Token序列(Token ids) → Embedding → Transformer编码 → HiddenState → Logits → Softmax → 概率分布 → Loss

训练机制:

  • 损失函数:Cross Entropy Loss
  • 优化器:AdamW / Lion / Adafactor
  • 学习率调度:Warmup + Cosine Decay
  • 精度策略:FP16/BF16/FP8 混合精度
  • 并行训练:Tensor Parallel + Pipeline Parallel + ZeRO + Checkpointing

训练持续 数周到数月 ,GPU 使用量可达到 数千 A/H 系卡时规模

这一阶段模型学到:

  • 语法、词序、上下文依赖
  • 大规模世界知识
  • 推断与隐式逻辑能力(涌现效应)

Part 6:SFT(监督微调)

预训练让模型"会说话",但它还不知道怎么用语言解决任务

SFT 数据来自:

  • 高质量人工标注问答
  • 过滤后的对话语料
  • 专业任务数据(数学、编程、推理)

训练目标:

输入 → 模型回答 → 对照人类参考答案,优化使模型更符合任务需求


Part 7:对齐训练(Alignment: RLHF / GRPO)

DeepSeek 使用 GRPO(Group-based Reinforcement Policy Optimization) 替代传统 RLHF。

流程:

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模型生成多答案 → Reward模型打分 → 计算奖励梯度 → 更新主模型

奖励来自:

  • 逻辑性
  • 正确性
  • 格式清晰度
  • 是否符合用户意图

这一阶段让模型:

  • 不乱讲
  • 不重复
  • 逻辑更严谨
  • 能避免幻觉或弱化错误输出

Part 8:推理优化与部署

训练完成 ≠ 可实际部署。

需要进行:

  • KV Cache 加速
  • TensorRT / vLLM 推理优化
  • 量化(FP16 → INT8 → INT4甚至NPU特化格式)
  • 分布式调度与故障恢复
  • 推理裁剪与蒸馏

MoE 模型进一步降低推理成本,让只有部分专家被激活:→ 相同性能,成本更低


Part 9:持续迭代与数据反馈循环

模型发布后进入Self-Improve Loop

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用户输入 → 模型行为 → 质量评分 → 数据蒸馏 → 微调更新 → 新版本发布

这使得模型能力不断演化,比传统版本更新方式更高效。


总结:DeepSeek 的训练是一个闭环系统

阶段 目的
数据工程 决定模型知识上限
Tokenizer 定义语言颗粒度
架构设计 决定表达能力
预训练 形成基础语言与知识能力
SFT 让模型学会按任务输出
RLHF/GRPO 让模型更符合人类偏好
推理优化 让它能运行、能落地
反馈循环 让模型不断进化

大模型不是训练一次,而是一个长期进化系统。 真正难的不是模型结构,而是训练工程体系本身。

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