一、为什么 Encoder / Decoder 要堆这么多层?
你可以把 Transformer 看成一个反复精读同一句话的专家团队。
比如输入一句话:
The cat sat on the mat.
第一层 Encoder 看到的是:
"cat 和 sat 关系好像很近","on 和 mat 是介词短语"。
第二层开始:
"哦,这其实是 主谓结构,cat 是 sat 的主语"。
第三层:
"整句话在描述一个完整事件:猫坐在垫子上"。
每一层不是重复,而是在"加深理解层次":
-
底层:词法、邻近关系
-
中层:句法结构
-
高层:语义、事件关系、指代
所以 多层 ≈ 多轮语义推理 。
一层你只能看到"词和词像不像";十层你才能理解"谁在干什么"。
二、Encoder 生成 K、V,Decoder 生成 Q 到底是啥意思?
你现在想象一个场景:
Encoder 是"读原文的专家组",
Decoder 是"正在写译文的人"。
Encoder 的工作
Encoder 把整句源语言读完,然后为每个词做一张语义卡片:
| 原词 | Key(K) | Value(V) |
|---|---|---|
| cat | "猫这个概念" | "关于猫的全部语义信息" |
| sat | "坐这个动作" | "谁坐、怎么坐等信息" |
| mat | "垫子" | "地点属性信息" |
👉 K 是索引标签
👉 V 是真正内容
这堆 KV 就像一本"原文语义字典"。
Decoder 的工作(逐词翻译)
Decoder 正在生成目标语言,比如翻译成中文:
第一步要生成第一个词:"那该写什么?"
它会形成一个 Query:
Q = "我现在要表达的语义是什么?"
然后拿这个 Q 去 Encoder 那本 KV 字典里查最相关的信息:
Q · K(cat) → 低
Q · K(sat) → 高
Q · K(mat) → 中
于是它知道:
👉 当前最重要的是 sat(坐)这个动作
它就从对应的 V(sat) 中抽取信息,写出:
"坐"
下一步,它再生成新的 Q:
Q = "现在我已经写了'坐',那下一个该写谁?"
再次查 KV:
Q · K(cat) → 高
Q · K(mat) → 中
于是生成:
"猫 坐 在 垫子 上"
三、你想象不出来的核心原因:它不是一个一个词翻,而是在"查整句的语义记忆库"
传统理解是:
翻一个词 → 再翻一个词 ❌
Transformer 是:
Decoder 每写一个词,
都在对整句源语言做一次全句注意力搜索 ✅
四、为什么 Decoder 也要很多层?
因为"我现在该问什么问题(Q)"也不是一层就能想明白的。
第一层 Decoder 的 Q 很粗糙:
"我在翻译句子开头"
高层 Decoder 的 Q 会变成:
"我已经写了主谓,现在缺地点成分"
所以 Decoder 层数越深:
👉 提问能力越强
👉 查 Encoder KV 的方式越精准
五、用一句话总结整个流程
Encoder 多层:把原文压缩成语义数据库(K,V)
Decoder 多层:不断提出更聪明的问题 Q,
每写一个词,就对整句源文做一次全局查询。
所以机器翻译不是"一个词接一个词",而是:
每个词,都是在"读完整句话后再决定"的。
这就是 Transformer 强大的根源。