大模型概述学习笔记

1. 理解GPU、TPU、NPU和CPU

CPU (Central Processing Unit,中央处理器)专为通用计算设计,擅长复杂任务的串行处理,是所有计算机的大脑。如果没有CPU,计算机无法工作。

传统GPU:

GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)是专用于数字图像处理的电路,我们通常所说的显卡就是GPU ,最初设计用于加速图形渲染任务(如3D游戏、视频处理)。

GPU拥有大量功能单一的计算单元(如FP64(专门处理双精度浮点数运算)、FP32、FP16等),适合大量简单任务并行处理。

现代GPU:

现代GPU为了迎合机器学习训练和推理的需求,在传统GPU的基础上增加了专用的矩阵计算单元,在英伟达显卡中被称为Tensor Core,大幅提升了神经网络计算效率。

目前顶尖的大模型多数都是在英伟达的GPU上训练的。

NPU:

NPU(Neural Processing Unit,神经网络处理器),亦称AI加速器或深度学习处理器。是一类专门为加速神经网络计算而设计的芯片,牺牲通用性换取在机器学习任务上的超高性能和低功耗。

NPU砍掉了FP64等单一运算单元,通常只保留矩阵运算单元,并引入向量处理单元和标量处理单元。

TPU:

TPU(Tensor Processing Unit,张量处理器)是谷歌为神经网络机器学习专门开发的专用芯片,适用于谷歌自家的TensorFlow框架。2015年开始内部使用,2018年向第三方开放。

发布后处于第一梯队的Gemini-3系列模型就是在谷歌的TPU上训练的。

2. Token基础

1B token = 10亿,1T token = 1万亿token

token是计算机理解人类语言的基础单位。大模型在开训前,需要先训练一个tokenizer模型。它能把所有的文本,切成token。

  • 1个英文字符≈0.3个token
  • 1个中文字符≈0.6个token

3. 大模型分类

大模型可以根据不同的分类标准进行划分,以下是常见的分类方式:

分类标准 类别 示例
按照模态分类 大语言模型 Qwen3 / DeepSeek-V3 / GPT-5语言模块
按照模态分类 多模态理解模型 Qwen3-VL / GPT-5 / Gemini-3
按照模态分类 多模态生成模型 Stable Diffusion / DALL·E / Nano-Banana
按照功能分类 生成式大模型 GPT-5 / DeepSeek-V3 / Qwen3
按照功能分类 嵌入模型 BGE / E5 / GTE
按照功能分类 重排序模型 BGE-Reranker / ms-marco-MiniLM
按照功能分类 分类模型 通常是经过微调的小尺寸模型

注:以上分类仅为示例,实际应用中模型可能同时具备多种特性。

4 大模型四要素

大模型由四个要素构成:模型权重(参数)、推理代码、训练代码、训练数据集。

5. 大模型训练范式

现代大语言模型(LLM)的训练已形成稳定范式:预训练(Pre-Training)+ 后训练(Post-Training)

其中后训练通常包括:监督微调(SFT) + 对齐优化(RLHF / RLAIF)

阶段 核心目标 解决问题
预训练 学会语言和知识(打基础) "模型能不能说话"
SFT 学会按指令回答(按标准做事) "模型听不听话"
RLHF / RLAIF 学会人类偏好(按偏好做事) "回答好不好、对不对、安不安全"

6. 工程落地的5大模块

从工程实现角度看,大模型的应用主要可以分为提示词工程、RAG、微调、续训、智能体开发五个模块。

(1)提示词工程

这是最廉价的方式,开箱即用,直接调用模型。可以通过提示词优化和提供示例的方式优化输出效果。

(2)RAG

当提示词工程不能达到预期效果时,如果缺少参考知识,可以尝试RAG,调用外部知识库。token消耗往往比开箱即用略高,但开发略微复杂。

(3)微调

如果提示词工程效果不好,且原因是指令遵循能力较差、风格/话术不一致等,可以尝试微调,需要收集数据,并且要有硬件资源。

(4)续训

如果微调效果仍不理想,且问题来自模型对领域语言/知识分布的系统性缺失,可以考虑收集更多数据进行续训(预训练),但前提是有充足的硬件资源。续训的硬件开销通常远高于微调。

(5)智能体开发

当其它方式无法解决问题时,都可以尝试和智能体开发相结合,智能体会涉及大模型的多次调用,token开销较大,开发难度较高。但从经济成本角度讲,智能体开发单次开销不及微调和续训,但长期成本可能更高。

7. AIGC 和 AGI

AIGC的定义

AIGC(人工智能生成内容,Artificial Intelligence Generated Content)是指以大规模预训练模型(尤其是生成式基础模型)为核心,通过学习海量数据中的统计规律和语义结构,在人类输入提示或条件约束下,自动生成文本、图像、音频、视频、代码等多模态内容的技术与应用体系。

简而言之,AIGC就是用AI生成内容。

AGI的定义

AGI(Artificial General Intelligence,通用人工智能)是指一种具备跨领域、跨任务的通用认知能力的人工智能形态,能够在不同环境和目标下进行理解、学习、推理、规划与知识迁移,并在缺乏明确任务定义或规则约束的情况下,自主发现问题并制定解决策略,其整体智能水平接近或超越人类。

简而言之,AGI是通用人工智能,可以自主学习并解决大多数人类可以解决的问题。

目前,AGI尚未实现。主流研究普遍认为,通向AGI的路径主要包括两个方向:

  1. 提升基础模型的通用能力。
  2. 通过Agent设计对模型能力进行组织与调度,使模型具备目标分解、长期规划、工具使用与环境交互等能力,从而在复杂任务中表现出更接近通用智能的行为。

8. 提示词要素

提示词可以包含六个要素:角色、任务、背景/上下文、输入数据、输出格式、质量与约束。此外,还可以提供输入输出示例。

9. 大模型工程实现落地

总结:

  • 想让模型"更懂你这个行业" → 续训
  • 想让模型"更听你指挥" → 微调
  • 想让模型"答得准" → RAG
  • 想让模型"又准又稳" → 续训 + 微调 + RAG

重点:顺序不能反:先微调再续训 = 微调成果被冲掉

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