gonzo-обзоры ML статей

DeepSeek-V3 Technical Report
Статья: https://arxiv.org/abs/2412.19437
Репа: https://github.com/deepseek-ai/DeepSeek-V3

Предыдущий пост про DeepSeek был попсовый (https://www.group-telegram.com/id/gonzo_ML.com/3239), сегодня хочется пройтись по некоторым техническим решениям в DeepSeek, которые мы тут раньше не обсуждали.

В-нулевых, что важно знать про DeepSeek-V3 — это всё ещё относительно классический трансформер декодер (но с MoE, https://www.group-telegram.com/id/gonzo_ML.com/472). DeepSeek-V3 содержит 671B параметров, из которых активны 37B для каждого токена. 61 трансформерный слой, d_h = 7168.

В работе есть несколько интересных решений, которые хочется отметить для истории. Для начала пара вещей, проверенных в DeepSeek-V2 (https://arxiv.org/abs/2405.04434).


❇️ Во-первых, Multi-head Latent Attention (MLA). Что это такое?

В классическом Multi-Head Attention (MHA) эмбеддинги входных токенов h_t проецируются в векторы query, key, value q_t, k_t, v_t через незавимимые матрицы проекций W^q, W^k, W^v и затем нарезаются на векторы для отдельных голов внимания. После работы self-attention (тот самый softmax(QK/sqrt(d))*V ), получаем o_t для отдельных голов, конкатенируем и далее через матрицу W^o генерим выход слоя.

MLA делает низкоранговую компрессию для key и values, где h_t сначала проецируется в низкоранговый латентный вектор c_t, а потом из этого вектора через отдельные матрицы W^uk, W^uv, разворачивается в k_t, v_t. Размер латентного вектора, d_c, сильно меньше, чем итоговая размерность с учётом всех голов (d_h*n_h). На инференсе это сокращает размер необходимого KV-кеша, потому что надо кешировать только низкоразмерные c_t, а не полноразмерные k_t, v_t как раньше. Более того, матрицы проекций из c_t в ключи и значения можно вообще убрать, матрицу для k_t (W^uk) можно инкорпорировать внутрь матрицы для получения q_t (W^q), а матрицу для v_t (W^uv) внутрь выходной матрицы W^o.

На самом деле и для q_t тоже делается низкоранговая компрессия в свой вектор c_t, это не влияет на KV-кеш, но помогает уменьшить объём памяти для активаций при обучении.

Была проблема с тем, что позиционные эмбеддинги RoPE несовместимы с низкоранговой компрессией KV, для решения этой проблемы предложили decoupled RoPE strategy с дополнительными многоголовыми q^R и шареным k^R со своей размерностью d^R_h на голову. Итоговые вектора для Q и K являются конкатенацией векторов полученных из соответствующего низкорангового вектора c_t и вектора для RoPE (q^R, k^R).

Посмотрите на формулы (раздел 2.1.2), там понятнее, чем текстом.

В DeepSeek-V2, размерность латентного вектора d_c была установлена в 4d_h (суммарная размерность четырёх голов), а размерность для RoPE d^R_h в d_h/2 (полголовы). В MLA DeepSeek-V3 128 голов внимания, каждая размерности 128. Размерность d_c равна 512.

Помните, что это не единственный способ оптимизации внимания при ускорении генерации и от классического MHA уже много где ушли в Multi-Query Attention (MQA) имени Ноама Шазира (https://arxiv.org/abs/1911.02150), где K и V шарятся между всеми головами внимания (что сильно ускоряет инференс и слегка ухудшает качество), и Grouped-Query Attention (GQA) тоже от Гугла (https://arxiv.org/abs/2305.13245), которое было срединным путём между MHA и MQA, и где количество key-value голов было больше одной, но меньше полного набора как у query — здесь по одной key-value голове на группу query голов — и качество можно приближать к оригинальному MHA.

MLA хорошо экономит кеш, сравним с GQA с 2.25 групп, при этом перформанс даже выше MHA. В общем выглядит так, что MLA должен теперь доминировать везде. Не знаю, есть ли что-то лучше из опубликованного?

www.group-telegram.com/id/gonzo_ML.com/3292

4.2K viewsedited  Feb 6 at 00:47

DeepSeek-V3 Technical Report
Статья: https://arxiv.org/abs/2412.19437
Репа: https://github.com/deepseek-ai/DeepSeek-V3

Предыдущий пост про DeepSeek был попсовый (https://www.group-telegram.com/id/gonzo_ML.com/3239), сегодня хочется пройтись по некоторым техническим решениям в DeepSeek, которые мы тут раньше не обсуждали.

В-нулевых, что важно знать про DeepSeek-V3 — это всё ещё относительно классический трансформер декодер (но с MoE, https://www.group-telegram.com/id/gonzo_ML.com/472). DeepSeek-V3 содержит 671B параметров, из которых активны 37B для каждого токена. 61 трансформерный слой, d_h = 7168.

В работе есть несколько интересных решений, которые хочется отметить для истории. Для начала пара вещей, проверенных в DeepSeek-V2 (https://arxiv.org/abs/2405.04434).


❇️ Во-первых, Multi-head Latent Attention (MLA). Что это такое?

В классическом Multi-Head Attention (MHA) эмбеддинги входных токенов h_t проецируются в векторы query, key, value q_t, k_t, v_t через незавимимые матрицы проекций W^q, W^k, W^v и затем нарезаются на векторы для отдельных голов внимания. После работы self-attention (тот самый softmax(QK/sqrt(d))*V ), получаем o_t для отдельных голов, конкатенируем и далее через матрицу W^o генерим выход слоя.

MLA делает низкоранговую компрессию для key и values, где h_t сначала проецируется в низкоранговый латентный вектор c_t, а потом из этого вектора через отдельные матрицы W^uk, W^uv, разворачивается в k_t, v_t. Размер латентного вектора, d_c, сильно меньше, чем итоговая размерность с учётом всех голов (d_h*n_h). На инференсе это сокращает размер необходимого KV-кеша, потому что надо кешировать только низкоразмерные c_t, а не полноразмерные k_t, v_t как раньше. Более того, матрицы проекций из c_t в ключи и значения можно вообще убрать, матрицу для k_t (W^uk) можно инкорпорировать внутрь матрицы для получения q_t (W^q), а матрицу для v_t (W^uv) внутрь выходной матрицы W^o.

На самом деле и для q_t тоже делается низкоранговая компрессия в свой вектор c_t, это не влияет на KV-кеш, но помогает уменьшить объём памяти для активаций при обучении.

Была проблема с тем, что позиционные эмбеддинги RoPE несовместимы с низкоранговой компрессией KV, для решения этой проблемы предложили decoupled RoPE strategy с дополнительными многоголовыми q^R и шареным k^R со своей размерностью d^R_h на голову. Итоговые вектора для Q и K являются конкатенацией векторов полученных из соответствующего низкорангового вектора c_t и вектора для RoPE (q^R, k^R).

Посмотрите на формулы (раздел 2.1.2), там понятнее, чем текстом.

В DeepSeek-V2, размерность латентного вектора d_c была установлена в 4d_h (суммарная размерность четырёх голов), а размерность для RoPE d^R_h в d_h/2 (полголовы). В MLA DeepSeek-V3 128 голов внимания, каждая размерности 128. Размерность d_c равна 512.

Помните, что это не единственный способ оптимизации внимания при ускорении генерации и от классического MHA уже много где ушли в Multi-Query Attention (MQA) имени Ноама Шазира (https://arxiv.org/abs/1911.02150), где K и V шарятся между всеми головами внимания (что сильно ускоряет инференс и слегка ухудшает качество), и Grouped-Query Attention (GQA) тоже от Гугла (https://arxiv.org/abs/2305.13245), которое было срединным путём между MHA и MQA, и где количество key-value голов было больше одной, но меньше полного набора как у query — здесь по одной key-value голове на группу query голов — и качество можно приближать к оригинальному MHA.

MLA хорошо экономит кеш, сравним с GQA с 2.25 групп, при этом перформанс даже выше MHA. В общем выглядит так, что MLA должен теперь доминировать везде. Не знаю, есть ли что-то лучше из опубликованного?

BY gonzo-обзоры ML статей