Math Behind Large Language Model
本文介绍了大语言模型背后的数学原理,涵盖Attention机制、缩放因子、反向传播、梯度下降、交叉熵损失、RoPE位置编码和RMSNorm归一化等核心概念。
本文介绍了大语言模型背后的数学原理,涵盖Attention机制、缩放因子、反向传播、梯度下降、交叉熵损失、RoPE位置编码和RMSNorm归一化等核心概念。
文章提出了一个基于项目的 2026 年 LLM 工程学习路线图。作者主张通过从零构建系统来掌握技术栈,路径涵盖从基础的 Tokenizer、Embedding、Positional Encoding、Attention 机制,到 Transformer 模块构建、训练循环、KV Cache、MoE、量化、服务部署、RAG 及 Agent 等高级系统。该指南强调“实现、绘制、破坏、解释”的学习闭环,旨在帮助读者深入理解大模型原理并具备工程构建能力。
文章详细介绍了 LoRA (Low-Rank Adaptation) 技术,这是一种用于高效微调大型语言模型的方法。通过冻结原始权重并学习两个极小的低秩矩阵,LoRA 能够在保持模型性能的同时,大幅降低显存占用、训练成本和存储空间。文章还解释了 LoRA 的核心数学原理、具体实施步骤以及为何全量微调成本高昂的原因。
本文深入浅出地解析了 Transformer 架构,它是现代大语言模型(LLM)的核心。文章从宏观视角出发,通过解码的方式,逐一拆解了 Transformer 的关键组件,包括编码器与解码器、分词与嵌入、位置编码、注意力机制(Attention)以及多头注意力等。作者详细解释了该架构如何解决传统模型的“遗忘”和“慢速”问题,实现了并行处理和长距离依赖捕捉,并最后阐述了其强大的原因。
本文是一份详细的机器学习(ML)工程师学习路径指南。作者首先纠正了被动观看视频的学习误区,提出“两遍学习法”以建立深刻的技术理解。文章明确了ML工程师与数据科学家及研究员的区别,强调工程实现能力。随后,作者将学习路径分为两个阶段:第一阶段利用 3Blue1Brown 的视频构建数学直觉,涵盖神经网络、梯度下降、反向传播及 Transformer 架构;第二阶段(文中截断处未完)预告将通过 Andrej Karpathy 的课程来提升代码实现能力。
Ilya 曾推荐一份包含 30 篇论文的 AI 学习清单,称读懂即可掌握当下 AI 90% 的要点。30u30 项目将这份清单拆成 30 天课程,一天一篇,从 RNN、LSTM 学到 Transformer,最终到 ChatGPT 背后的 RLHF。每篇配有大白话讲解、'讲给 5 岁小孩听'的速览、从零实现的代码及配图,每天还附 5 道练习题。代码可在普通电脑 CPU 上运行,适合想转 AI 方向的学生或想理解 ChatGPT 原理的用户跟随学习。
作者宣布「从零手写大模型」系列完结,共20篇,包括推理篇15篇和训练篇5篇。推理篇涵盖分词器、嵌入层、位置编码、自注意力机制、多头注意力、残差连接、层归一化、Transformer模块等内容;训练篇涵盖损失函数、反向传播、梯度下降、Adam优化器和学习率调度。每篇都有可练习的代码示例,帮助读者理解模型如何生成文字以及如何从误差中学习更新参数。作者强调理论公式是精华,代码多被PyTorch封装。系列笔记已发布在个人网站上,欢迎交流指正。
本文从最简单的线性模型 y=wx+b 出发,逐步拆解神经网络识别图片的原理。作者解释了为何单层线性计算表达能力不足,堆叠多层也仍会退化为一次线性变换,因此需要 ReLU 等激活函数引入非线性。随后说明图像如何从原始像素经多层计算被加工成适合任务的内部表示,并澄清了'第一层看线条、第二层看耳朵'的常见误解。文章还介绍了万能逼近定理的含义与局限、CNN 与 Transformer 的关系,以及模型为何是黑箱与机制可解释性,最后引出过拟合问题,为下一篇泛化主题做铺垫。
文章以通俗易懂的方式拆解机器学习的训练原理。作者从传统编程与机器学习的思维差异切入,说明机器学习是让计算机从数据中自行寻找规律。随后讲解核心概念:X→Y 的映射、特征与标签、向量/矩阵/张量的数据表示、Embedding 的意义;再解释模型本质是带大量可调参数的函数,训练通过损失函数衡量错误,借助导数与梯度判断参数调整方向,梯度下降如蒙眼下山的比喻直观呈现了这一过程。文章还涵盖局部最优与鞍点、泛化能力、Batch/SGD/Mini-batch 的取舍以及 Adam 优化器的改进思路,帮助初学者建立机器学习的整体认知框架。
本文深入浅出地讲解了 LLM 推理中 KV cache 的原理。作者以长文档问答为场景,说明模型生成每个 token 时无需重复计算全部历史状态,解释了为什么缓存 K/V 而不需要缓存 Q:历史 Q 已完成对应位置计算,而 K/V 需供后续新位置读取。文章还讨论了 causal attention 的信息方向如何决定 cache 失效条件、KV cache 的显存开销计算、prefix caching 复用共同前缀的策略,以及 DeepSeek-V4.1-Flash 中 causal encoder-decoder、跨层 KV 共享与 shared KV representation 等架构优化。
文章系统梳理了人工智能从1950年代至今的发展历程:萌芽探索期(图灵之问与达特茅斯会议)、知识驱动期(符号主义与专家系统)、统计学习期(机器学习与特征工程)、深度学习突破期(AlexNet与神经网络)、大模型时代(Transformer、GPT-3、ChatGPT与多模态)。作者指出AI处理信息的方式从人类编写规则,到机器从数据中学习,再到模型理解目标并自主完成任务。未来AI将从大模型走向智能体(Agent),能够拆解任务、制定计划、调用工具,实现从被动响应到自主行动的转变。