4k窗口長度就能讀長文，陳丹琦高徒聯(lián)手Meta推出大模型記憶力增強(qiáng)新方法
只有4k窗口長度的大模型，也能閱讀大段文本了！
普林斯頓的華人博士生的一項(xiàng)最新成果，成功“突破”了大模型窗口長度的限制。
不僅能回答各種問題，而且整個實(shí)現(xiàn)的過程全靠prompt就能完成，不需要任何的額外訓(xùn)練。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一種名為MemWalker的樹形記憶策略，可以突破模型本身的窗口長度限制。
測試過程中，模型閱讀的最長文本包含了1.2萬+token，成績相比LongChat大幅提高。
相比于相似的TreeIndex，MemWalker可以進(jìn)行推理并回答任何問題，而不是只做概括。
MemWalker的研發(fā)利用到了“分而治之”的思想，就此有網(wǎng)友這樣評論：
每次我們讓大模型的思考過程更像人類，它們的表現(xiàn)就會越好
那么，具體什么是樹形記憶策略，又是如何用有限的窗口長度閱讀長文本的呢？
一個窗口不夠，就多開幾個
模型上，MemWalker使用Stable Beluga 2作為基本模型，它是Llama 2-70B經(jīng)過指令調(diào)優(yōu)得到的。
在選擇該模型之前，開發(fā)者對比了其與原始Llama 2的表現(xiàn)，并最終確定選用。
就像MemWalker這個名字一樣，它的工作過程就像記憶流在行走。
具體來看，大致分為記憶樹構(gòu)建和導(dǎo)航檢索兩個階段。
構(gòu)建記憶樹時，長文本會被分割成多個小段（seg1-6），并由大模型分別針對每一段做出總結(jié)，得到“葉子節(jié)點(diǎn)”（leaf nodes，summ1-6）。
分割時，每段的長度越長，層級就會越少，有利于后續(xù)檢索，但其本身過長又會導(dǎo)致準(zhǔn)確度下降，因此需要綜合考慮確定每段長度。
作者認(rèn)為，每一段合理的長度是500-2000token，而實(shí)驗(yàn)中使用的為1000token。
然后，模型遞歸地對這些葉子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容再次進(jìn)行總結(jié)，形成“非葉節(jié)點(diǎn)”(non-leaf nodes，summ7-8）。
二者的另一個區(qū)別是，葉子節(jié)點(diǎn)包含了原始信息，非葉節(jié)點(diǎn)只有概括得到的二級信息。
作用上，非葉節(jié)點(diǎn)用于導(dǎo)航定位答案所在的葉子節(jié)點(diǎn)，而葉子節(jié)點(diǎn)則用于推理出答案。
其中的非葉節(jié)點(diǎn)可以有多個層級，模型逐步進(jìn)行總結(jié)概括，直到得到“根節(jié)點(diǎn)”，形成完整的樹形結(jié)構(gòu)。
記憶樹建立完畢后，就可以進(jìn)入導(dǎo)航檢索階段來生成答案了。
這一過程中，模型從根節(jié)點(diǎn)開始，逐一讀取下一級子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容，然后推理出應(yīng)該進(jìn)入這個節(jié)點(diǎn)還是返回。
決定進(jìn)入這個節(jié)點(diǎn)之后，再次重復(fù)這樣的過程，直到讀取到葉節(jié)點(diǎn)。如果葉節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容合適則生成答案，否則返回。
為了確保答案的完整性，這個過程的結(jié)束條件并非發(fā)現(xiàn)了一個合適的葉節(jié)點(diǎn)，而是模型認(rèn)為得到了完整答案，或者達(dá)到最大步數(shù)。
導(dǎo)航過程中，如果模型發(fā)現(xiàn)進(jìn)入了錯誤的路徑，還可以導(dǎo)航回退。
此外，MemWalker中還引入了工作記憶機(jī)制來來提高準(zhǔn)確度。
該機(jī)制會將已經(jīng)訪問過的節(jié)點(diǎn)內(nèi)容加入到當(dāng)前內(nèi)容的上下文中。
當(dāng)模型進(jìn)入一個新節(jié)點(diǎn)時，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)內(nèi)容都會被加入到記憶中。
這一機(jī)制讓模型在每一步都可以利用訪問過的節(jié)點(diǎn)內(nèi)容，避免重要信息的丟失。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，工作記憶機(jī)制可以將MemWalker的準(zhǔn)確率提升10%左右。
而且，上面所說的過程只依靠prompt就能完成，不需要進(jìn)行額外的訓(xùn)練。
理論上，只要有足夠的算力，MemWalker可以閱讀無限長的文本。
不過，記憶樹構(gòu)建時的時間和空間復(fù)雜度隨著文本長度的增長是呈指數(shù)型的。
作者簡介
論文第一作者是普林斯頓大學(xué)NLP實(shí)驗(yàn)室華人博士生Howard Chen。
清華姚班校友陳丹琦是Howard的導(dǎo)師，她今年在ACL上的學(xué)術(shù)報告也與搜索有關(guān)。
這項(xiàng)成果是Howard在Meta實(shí)習(xí)期間完成的，Meta AI實(shí)驗(yàn)室的Ramakanth Pasunuru，Jason Weston和Asli Celikyilmaz三位學(xué)者也參與了本項(xiàng)目。
