文章详细介绍了大语言模型的基础概念和完整训练流程。从AI、模型、Transformer和Token等核心名词解释,到数据工程阶段的算力集群搭建和数据采集处理,再到预训练阶段的语言规律学习,接着通过有监督微调和基于人类反馈的强化学习使模型具备指令理解能力,最后介绍模型评估、压缩和服务部署的完整流程。文章系统性地呈现了从零开始构建大模型的全过程,为初学者提供了全面的技术指南。
Step 1 名词解释
AI
AI (Artificial Intelligence,人工智能) 是一个广泛的科学领域,目标是让机器能够像人类一样思考、学习、解决问题和感知环境。
本质: 它不是一个具体的软件,而是一种科学技术。
表现: 凡是能让计算机展现出“智能”行为的技术(如语音识别、图像识别、自动驾驶)都属于 AI。
模型
如果说 AI 是一项手艺,那么模型 (Model) 就是学成之后的那张“数学公式表”。
形象理解: 想象一个学生(算法)在读了万卷书(大数据)后,总结出了一套规律(模型)。
当你问他问题时,他查阅这套规律,给出一个概率最大的答案。
数学本质: 模型本质上是一个复杂的函数y = f ( x ) y = f(x)y=f(x),它由数以亿计的参数(权重)组成。
输入一个数据(如一句话),模型通过计算,输出一个结果(如下一个字)。
Transformer
Transformer 是目前大语言模型(如 ChatGPT)最核心的底层架构。它于 2017 年由 Google 提出,彻底改变了 AI 的训练方式。
并行计算: 以前的 AI 模型必须一个字一个字地读,而 Transformer 可以一次性处理整段文字,这使得用超级计算机大规模并行训练 AI 成为可能。
目前的地位: 现在的 GPT、Llama、Claude 几乎所有顶尖 AI 模型,都是基于 Transformer 架构改进而来的。
Token
在 AI 大模型的世界里,Token 是模型阅读和处理文本的基本单位。
模型并不能像人类一样直接理解“汉字”或“单词”,它们只能处理数字。因此,在训练的第一步(数据工程阶段),我们需要将原始文本切分成一个个片段,并给这些片段分配唯一的数字 ID。这些片段就叫做 Token。
- Token 的切分逻辑
Token 的大小并不是固定的,它取决于所使用的分词算法(Tokenizer):
英文中: 一个 Token 通常是一个单词(如 apple),或者一个单词的一部分(如 friendship 可能会被切分为 friend 和 ship)。
中文中: 一个 Token 可能是一个字(如 我),也可能是一个常用的词语(如 人工智能)。
近似换算: 通常情况下,1000 个 Token 大约等于 750 个英文单词或 500-600 个汉字。
- 为什么需要 Token?
数字化转换: Token 是从“文本”到“向量数字”的桥梁。只有转成 Token ID,Transformer 架构才能进行后续的数学运算。
控制词表大小: 如果以整个词为单位,词表会无限大;如果以字母为单位,信息密度太低。Token 是在效率和信息表达之间取得的平衡(词表通常在 3w-10w 之间)。
计算成本: 大模型的输入长度限制(Context Window)和调用 API 的计费,通常都是按 Token 数量计算的
Step 2 数据工程
算力集群搭建: 准备成百上千块 GPU(如 NVIDIA H100/H800)。需要配置高速网络(InfiniBand)和并行计算框架(如 PyTorch、DeepSpeed、Megatron-LM)。
原始数据采集: 从互联网抓取万亿级(Trillions)的 Token。来源包括 Common Crawl、维基百科、书籍、代码仓库(GitHub)、学术论文等。
数据清洗与过滤:
质量过滤: 剔除广告、低质文本、乱码。
去重: 删掉重复的网页和文档,防止模型在某些内容上过度拟合。
隐私处理: 过滤电话、邮箱等隐私信息。
分词(Tokenization): 将文本切分为模型能理解的数字序列(Token)
Step 3 预训练
这一阶段的目标是让模型学习“预测下一个字”,从而习得语言规律和世界知识。
架构选择: 目前主流是大规模 Decoder-only 架构(如 GPT 系列)。
自监督学习: 模型阅读海量文本,不断尝试预测被遮挡或下一个出现的单词。如果预测错了,通过 反向传播 (Backpropagation) 更新参数。
分布式训练:
数据并行: 将数据分给不同 GPU 跑。
张量并行/流水线并行: 因为模型太大,单个 GPU 存不下,需将模型的层或参数切分到多个 GPU。
产出: 得到 基座模型 (Base Model)。此时的模型很有才华,但不会听人指挥,只会“接龙”。
Step 4 指令微调
A. 有监督微调 (SFT - Supervised Fine-Tuning)
具体操作: 编写数万条“指令-回答”对(例如:“请写一首关于秋天的诗” -> 对应的范文)。
效果: 模型从“复读机”变成了一个能听懂人类指令的“助手”。
B. 基于人类反馈的强化学习 (RLHF)
奖励模型训练 (RM): 让模型生成几个答案,由人类给这些答案打分。训练一个“裁判模型”来学习人类的喜好。
强化学习优化 (PPO/DPO): 模型在裁判模型的监督下不断自我进化,得分越高,该行为就越被强化。
Step 5 模型评估
模型评估: 在各个评测集(如 MMLU, GSM8K)上测试其逻辑、代码、常识能力。
模型压缩:
量化 (Quantization): 将参数从 16 位浮点数降到 8 位或 4 位,减少显存占用。
蒸馏 (Distillation): 用大模型教小模型。
服务部署: 使用 vLLM 或 TensorRT-LLM 等推理引擎,将模型打包成 API 供用户调用。
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第二阶段:在通过大模型提示词工程从Prompts角度入手更好发挥模型的作用;
第三阶段:大模型平台应用开发借助阿里云PAI平台构建电商领域虚拟试衣系统;
第四阶段:大模型知识库应用开发以LangChain框架为例,构建物流行业咨询智能问答系统;
第五阶段:大模型微调开发借助以大健康、新零售、新媒体领域构建适合当前领域大模型;
第六阶段:以SD多模态大模型为主,搭建了文生图小程序案例;
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