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AI的一大重要瓶颈,被一家初创公司解决了

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上下文长度受限是重瓶当下主流大语言模型(LLM)普遍存在的痛点。当输入文本过长时,颈被家初决AI往往会出现记忆混乱、司解答非所问、重瓶响应迟缓甚至拒绝处理的颈被家初决情况。其根本原因在于主流架构——Transformer——面临的司解数学瓶颈:其计算复杂度随文本长度呈平方级增长($O(n^2)$)。

这意味着:
* 文本长度翻倍,重瓶算力需求翻四倍;
* 文本长度翻三倍,颈被家初决算力需求翻九倍。司解

一旦处理百万级Token(约等于两三部《三体》的重瓶体量),计算量将飙升至万亿次,颈被家初决即便是司解顶级GPU也难以承受。因此,重瓶大多数商用模型的颈被家初决上下文窗口被限制在 128K 到 200K Token之间。这一限制使得模型在面对全年客服工单、司解包含数百个文件的代码仓库或数百页的并购协议时,往往“力不从心”。

近日,初创公司 Subquadratic宣布打破了这一瓶颈,推出了全新的 SubQ模型。

核心瓶颈:为什么长文本如此昂贵?

AI理解文本的核心机制是注意力机制(Attention Mechanism)。在处理文本时,模型必须计算每一个词(Token)与其他所有词之间的关联度。

  • 计算逻辑:若有 $n$ 个词,需进行约 $n^2$ 次计算。
  • 成本示例:处理100万个词,需计算 $100万 \times 100万 = 1万亿$ 次关系。即便使用最先进GPU,单次推理耗时数分钟,成本高达数十至数百美元。
  • 扩展困境:若扩展至1200万个词,计算量达144万亿次,经济上完全不可行。

SubQ模型的核心突破,在于大幅削减了不必要的计算次数。

SubQ模型通过优化算法,显著降低了计算复杂度

深度解析:AI如何读懂一句话?

要理解SubQ的优化,首先需拆解Transformer的工作原理。以句子“动物没过马路,因为它很害怕”为例,AI的理解过程如下:

1. 数字化与位置编码

AI首先将文字转化为数字向量(Vector)。每个词对应一个固定长度的数字数组,代表其在数学空间中的坐标。
* 示例:“动物”=[0.8, 0.1, 0.3, 0.9],“马路”=[0.1, 0.9, 0.2, 0.3]。
* 位置编码:由于向量本身不包含顺序信息,AI需为每个词添加“座位号”(位置编码),使其成为携带坐标的数字包裹,进入Transformer核心。

2. Q、K、V 三张“身份牌”

Transformer为每个词生成三个向量:
* Q (Query, 查询):代表“我在找什么?”
* K (Key, 键):代表“我是什么?”
* V (Value, 值):代表“我携带的具体信息是什么?”

这些向量由词向量乘以训练好的矩阵生成。例如,“它”生成Q向量去寻找有生命的主语;“动物”生成K向量表明自己是实体;“动物”生成V向量提供“四条腿、毛茸茸”等具体信息。

3. 注意力计算(点积)

“它”拿着自己的Q向量,与句中其他词的K向量进行点积运算,计算关联度:
* “它”与“动物”的点积:$1.0\times0.9 + ... = 1.7$
* “它”与“马路”的点积:$1.0\times0.1 + ... = 0.2$

结果1.7远大于0.2,表明“它”与“动物”关联更强。

4. 加权平均与信息融合

通过Softmax函数,将点积转化为归一化的注意力权重
* “动物”权重:约68%
* “马路”权重:约32%

最终,“它”的新向量 $Z_{它}$ 是各词V向量的加权和:
$$ Z_{它} = (动物V \times 68\%) + (马路V \times 32\%) $$
此时,“它”从空壳代词转变为指向明确实体的词,其向量中融合了68%的动物信息和32%的马路信息。

5. 前馈网络(FFN)与多层抽象

注意力层仅完成加权平均,随后通过前馈网络(FFN)进行非线性变换和特征提炼。FFN通过升维、激活函数筛选、降维,提取更高层次的抽象特征(如因果逻辑)。

在深层Transformer(如GPT-4的120+层)中,浅层关注语法,中层关注指代,深层关注逻辑。经过层层迭代,向量中浓缩了整句话的语义逻辑。

SubQ的优化:从 $O(n^2)$ 到 $O(n \log n)$

传统Transformer采用密集注意力(Dense Attention),即每个词都要与所有其他词计算点积,复杂度为 $O(n^2)$。

SubQ引入了稀疏注意力(Sparse Attention)机制,将复杂度压缩至 $O(n \log n)$$O(n \cdot k)$($k$为小常数)。

  • 效率对比
  • 100万词:传统需 $10^{12}$ 次运算,SubQ降低约 64倍
  • 1200万词:传统成本呈天文数字,SubQ仍保持在可承受范围内。

关键技术:动态选择性稀疏注意力(SSA)

早期的稀疏注意力方法(如固定窗口、固定间隔)存在缺陷,如同“近视眼”,容易遗漏远距离的关键信息。

SubQ的 SSA架构引入了一个智能筛选器
1. 动态判断:不依赖固定规则,而是让模型根据当前文本内容,自主判断哪些词与词之间的关系至关重要。
2. 按需计算:仅计算关键组合的点积,跳过无关组合。
3. 动态变化:每段文本的关注清单不同,实现了真正的动态稀疏。

性能验证与争议

Subquadratic在结束隐身模式后,发布了第三方独立测试结果,数据令人瞩目:

测试维度结果表现对比参考
编程能力(LiveCodeBench)89.7%与OpenAI、Anthropic、Google DeepMind顶级模型处于同一梯队
长上下文检索(大海捞针)98%准确率在600万-1200万Token上下文中表现近乎完美
推理速度比早期稀疏模型快 56倍-
推理成本(RULER 128)8美元Anthropic Opus 4.6 需2600美元

存在的争议

尽管数据亮眼,业界仍有质疑:
1. 训练基础:SubQ并非从零训练,而是复用了中国开源模型 Qwen的参数。因此,性能提升部分归功于Qwen的基础能力,而非完全证明SSA架构的优越性。
2. 证据充分性:部分研究人员认为,目前公开证据尚不足以证明SSA彻底解决了长文本瓶颈。
3. 可用性:SubQ尚未大规模开放试用。

变革前景:RAG的终结者?

目前,处理长文档的主流方案是 RAG(检索增强生成),即切分文档、检索片段、再输入模型。RAG存在两大缺陷:
1. 检索环节可能遗漏关键信息;
2. 跨文档的复杂逻辑被碎片化。

若SubQ能以极低成本处理百万/千万级Token,模型将直接“吞下”整份文档或代码库,无需中介筛选。

  • 演示案例:SubQ在几秒内分析了400份文档的信息,而Perplexity甚至无法加载全部文档。

Subquadratic CEO Justin Dangel 表示:“我们想开启一个新时代。几年后,没人会用标准Transformer构建模型了。”

这一愿景令人想起2017年《Attention Is All You Need》论文发表时的场景。当时,用注意力机制取代循环神经网络被视为狂想,直到OpenAI将其转化为ChatGPT,Transformer才成为主流。

SubQ能否重演这一变革,取决于其后续表现及巨头是否已掌握类似技术。让我们拭目以待。


参考文献
* https://www.technologyreview.com/2026/06/19/1139313/a-startup-claims-it-broke-through-a-bottleneck-thats-holding-back-llms/
* https://www.mindstudio.ai/blog/what-is-sub-quadratic-sparse-attention-subq-ssa

来源| 心智观察所
禁止转载

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