通俗易懂chatGPT原理

来自:无数据不智能

目前关于chatGPT的资料过于零散,没有详尽所有知识点、系统概述的文章,因此,笔者作了这篇总结性文章。

  • 训练过程总览

  • 理清演化路径

  • 预训练(pretrain)

    • GPT-3概述

    • GPT 3模型的理念

    • GPT-3如何学习

    • 数据集

  • 指令微调 (Instruction Fine-Tuning,IFT)

  • 有监督微调 (Supervised Fine-tuning, SFT)

  • 人类反馈强化学习 (Reinforcement Learning From Human Feedback,RLHF)

  • 其他方法

    • 思维链 (Chain-of-thought,CoT)

  • 与chatGPT类似的工作

  • 引用

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训练过程总览

OpenAI 使用了 175B参数的大型语言模型(LM) 和 6B参数的奖励模型 (RM)。除预训练之外,训练过程分为三步:

  1. 收集NLP各种任务的数据集,加上任务描述和提示组装成新的数据集,并使用这些数据微调预训练的大型语言模型。包括指令微调有监督微调

  2. 从上述数据集中采样,使用大型语言模型生成多个响应,手动对这些响应进行排名,并训练奖励模型 (RM) 以适应人类偏好。

  3. 基于第一阶段的有监督微调模型和第二阶段的奖励模型,使用强化学习算法进一步训练大型语言模型。

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理清演化路径

GPT-3.5 参数量仍然为175B,总体进化树如下:

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预训练(pretrain)

GPT-3概述

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  • GPT-3是一种自回归模型,仅使用解码器,训练目标也是预测下一个单词(没有判断下一句任务)。

  • 最大的GPT-3模型有175B参数,是BERT模型大470倍(0.375B)

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GPT 3模型的理念

  • 不需要接新的模型结构:如bert用于NER任务一般接LSTM+CRF

  • 不需要微调

  • 一个模型解决NLP多种任务

  • NLP任务都可以用生成模型解决

  • 和人类一样,只需要看极少数量的样例就能学会

GPT-3如何学习

  • 零样本学习:提供任务描述、提示

  • 单样本学习:提供任务描述、一个样例、提示

  • 少样本学习:提供任务描述、几个样例、提示

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数据集

模型 发布时间 参数量 预训练数据量
BERT-large 2019 年 3 月 3.75 亿 约3.3GB
GPT 2018 年 6 月 1.17 亿 约 5GB
GPT-2 2019 年 2 月 15 亿 40GB
GPT-3 2020 年 5 月 1,750 亿 45TB
  • BERT-large:BooksCorpus 800M words、 English Wikipedia 2.5Bwords

  • GPT:WebText2, BooksCorpus、Wikipedia超过 5GB。

  • GPT-2:WebText2, BooksCorpus、Wikipedia总量达到了40GB。

  • GPT-3:**WebText2, BooksCorpus、Wikipedia、Common Crawl **等数据集45TB数据。

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指令微调 (Instruction Fine-Tuning,IFT)

收集NLP各种任务的数据集,加上任务描述和提示组装成新的数据集。chatGPT使用到的数据集如下:

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相关的一些论文:

  • Unnatural Instructions (Honovich 等, '22): https://arxiv.org/abs/2212.09689

  • Super-natural instructions (Wang 等, '22): https://arxiv.org/abs/2204.07705

  • Self-Instruct (Wang 等, '22): https://arxiv.org/abs/2212.10560

  • T0 (Sanh 等, '22): https://arxiv.org/abs/2110.08207

  • Natural instructions 数据集 (Mishra 等, '22): https://arxiv.org/abs/2104.08773

  • FLAN LM (Wei 等, '22): https://arxiv.org/abs/2109.01652

  • OPT-IML (Iyer 等, '22): https://arxiv.org/abs/2212.12017

有监督微调 (Supervised Fine-tuning, SFT)

此步骤未为了防止遇到敏感话题时,回复【不知道】这种无意义的回答,以加入一些人工标注数据,增加回复安全性,百级别的数据集即可完成。

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相关的一些论文:

  • Google 的 LaMDA:附录 A https://arxiv.org/abs/2201.08239

  • DeepMind 的 Sparrow: Sparrow :附录 F https://arxiv.org/abs/2209.14375

人类反馈强化学习 (Reinforcement Learning From Human Feedback,RLHF)

描述:

  • 策略 (policy) :一个接受提示并返回一系列文本 (或文本的概率分布) 的 LM。

  • 行动空间 (action space) :LM 的词表对应的所有词元 (一般在 50k 数量级) ,

  • 观察空间 (observation space) 是可能的输入词元序列,也比较大 (词汇量 ^ 输入标记的数量) 。

  • 奖励函数是偏好模型和策略转变约束 (Policy shift constraint) 的结合。

此过程分为两步

  1. 聚合问答数据并训练一个奖励模型 (Reward Model,RM)

  2. 用强化学习 (RL) 方式微调 LM

开源数据集:

Anthropic/hh-rlhf · Datasets at Hugging Face

OpenAI 使用的是用户提交的反馈。

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其他方法

这部分简单介绍一下和chatGPT使用的微调并列的一些方法

思维链 (Chain-of-thought,CoT)

如下图所示使用一些带有逐步推理的数据集进行微调

橙色是任务描述,粉色是问题和答案,蓝色是推理过程

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思维链提示 (Wei 等, '22): https://arxiv.org/abs/2201.11903

与chatGPT类似的工作

  • Meta 的 BlenderBot: https://arxiv.org/abs/2208.03188

  • Google 的 LaMDA: https://arxiv.org/abs/2201.08239

  • DeepMind 的 Sparrow: https://arxiv.org/abs/2209.14375

  • Anthropic 的 Assistant: https://arxiv.org/abs/2204.05862

引用

  • TRANSFORMER MODELS: AN INTRODUCTION AND CATALOG

  • WebGPT: Browser-assisted question-answering with human feedback

  • Training language models to follow instructions with human feedback

  • https://mp.weixin.qq.com/s/b0AI01-pUnXVWPPXix-hew

  • https://openai.com/blog/chatgpt/

  • https://mp.weixin.qq.com/s/eYmssaPFODjC7xwh1jHydQ

  • https://mp.weixin.qq.com/s/mXViN_GB9VC1WrXP1Q1iug

  • https://mp.weixin.qq.com/s/y9Jy9AyAyTCgCOKyMgTo3w

  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/595891945

  • https://www.hpc-ai.tech/blog/colossal-ai-chatgpt

  • https://yaofu.notion.site/GPT-3-5-360081d91ec245f29029d37b54573756

  • https://arxiv.org/pdf/1706.03762.pdf

  • https://arxiv.org/pdf/2005.14165.pdf

  • https://arxiv.org/pdf/1810.04805.pdf


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