異軍突起的小模型，有多大想象空間？

　　本文來(lái)自于微信公眾號(hào) AI新智能(ID:alpAIworks)，作者:舉大名耳。

　　大模型之戰(zhàn)進(jìn)入到今日，許多開(kāi)發(fā)者都面臨著一個(gè)共同的挑戰(zhàn):如何在保證高性能的同時(shí)，降低資源和算力的需求?

　　這一困境在端側(cè)應(yīng)用尤為明顯，因?yàn)樵S多設(shè)備和應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間有嚴(yán)格的限制。這無(wú)疑大大制約了大模型在各種設(shè)備和場(chǎng)景中的普及。

　　如何突破這一桎梏，實(shí)現(xiàn)性能與資源的完美平衡，從而打開(kāi)潛在的市場(chǎng)?

　　近期，一些小型模型，如Mistral AI推出的Mixtral8x7B和微軟發(fā)布的Phi-2，提供了一個(gè)可能的解決方案。

　　這些小模型在參數(shù)規(guī)模上相對(duì)較小，但在性能上卻表現(xiàn)出了驚人的實(shí)力，甚至在某些方面超越了Llama2等規(guī)模更大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　而這也意味著，套在很多場(chǎng)景上的“參數(shù)枷鎖”，也將有望被打破。一個(gè)新的增量市場(chǎng)，已經(jīng)呼之欲出。

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　　以小博大

　　從技術(shù)上說(shuō)，Mistral 和Phi-2的特點(diǎn)就是一個(gè)詞:短小精悍。

　　Mistral8x7B由來(lái)自歐洲的Mistral AI打造，采用了稀疏混合專家模型(SMoE)技術(shù)，結(jié)合了多個(gè)針對(duì)特定任務(wù)訓(xùn)練的較小模型，提高了運(yùn)行效率。

　　在許多基準(zhǔn)測(cè)試中，Mistral8x7B的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超越了規(guī)模是其25倍的Llama270B。

　　而微軟推出的Phi-2雖然規(guī)模更小(僅27億參數(shù))，但得益于“教科書(shū)質(zhì)量”數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，以及學(xué)習(xí)其他模型傳遞的洞見(jiàn)的技術(shù)，目前已在某些基準(zhǔn)測(cè)試中超過(guò)了更大的模型，如70億參數(shù)的Mistral和130億參數(shù)的Llama2。

　　Mistral7B在所有基準(zhǔn)測(cè)試中超越了Llama213B

　　那么，這些異軍突起的小模型，將會(huì)給已進(jìn)入“平臺(tái)期”的模型層，帶來(lái)怎樣新的想象?

　　具體來(lái)說(shuō)，針對(duì)目前大模型的種種局限，小模型至少在兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了逆襲。

　　其中一個(gè)方面，就是其橫向擴(kuò)展了模型的使用范圍，打開(kāi)了之前因資源、算力而被束縛的市場(chǎng)。

　　以手機(jī)市場(chǎng)為例，根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，2021年全球智能手機(jī)用戶數(shù)量已達(dá)到約39億。

　　然而，小打開(kāi)手機(jī)大模型的市場(chǎng)，卻絕非易事。

　　由于手機(jī)設(shè)備上的內(nèi)存和計(jì)算能力有限，為了平衡內(nèi)存占用、執(zhí)行速度和功耗，目前手機(jī)廠商普遍采用端云協(xié)同的解決方案，但這并非長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)。

　　對(duì)于手機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，使用云端資源會(huì)產(chǎn)生額外的成本。隨著用戶規(guī)模的擴(kuò)大，這些成本可能會(huì)不斷增加，從而限制了其盈利規(guī)模的上限。

　　因此，最好的選擇，就是能讓手機(jī)在本地就能運(yùn)行一款參數(shù)不大，但性能又能與云端大模型媲美的小模型。

　　同樣地，在一些需要快速部署，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)的邊緣場(chǎng)景，例如自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中，實(shí)時(shí)決策和數(shù)據(jù)處理就顯得至關(guān)重要。

　　根據(jù)ResearchAndMarkets的報(bào)告，全球自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)規(guī)模在2020年達(dá)到了約558億美元。預(yù)計(jì)到2027年，這一數(shù)字將增長(zhǎng)至約5，260億美元。

　　目前的車載計(jì)算平臺(tái)，如英偉達(dá)的DRIVE AGX Orin，計(jì)算能力是254TOPS(每秒254萬(wàn)億次操作)，在高速公路等相對(duì)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景中，由于數(shù)據(jù)量和計(jì)算復(fù)雜度較低，其算力并不是很吃緊。

　　然而，在更復(fù)雜的城市駕駛場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要處理更多、更復(fù)雜的數(shù)據(jù)和任務(wù)，如實(shí)時(shí)檢測(cè)和識(shí)別各種障礙物、預(yù)測(cè)其他道路用戶的行為、規(guī)劃安全路徑等。

　　在這種情況下，有限的算力，就會(huì)限制自動(dòng)駕駛的進(jìn)一步普及。

　　Mistral和Phi-2這類小模型由于其較小的模型體積和較低的計(jì)算需求，可以在這些有限資源下高效運(yùn)行。

　　因?yàn)檐囕d系統(tǒng)需要在有限的能源和散熱條件下運(yùn)行，而較低的計(jì)算需求還有助于提高處理速度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策和響應(yīng)。

　　這一點(diǎn)對(duì)于推動(dòng)自動(dòng)駕駛和智能座艙技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

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　　通向Agent之路

　　除了打通原先被限制的市場(chǎng)外，Mistral和Phi-2這類小模型的另一大逆襲之處，就是其與Agent的關(guān)系。

　　Mistral AI的CEO Arthur Mensch曾言:讓模型變小一定會(huì)有助于Agents 的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

　　而在模型層鮮有重大突破的今天，越來(lái)越多的人已經(jīng)意識(shí)到:Agent就是大模型的未來(lái)。

　　對(duì)比AI與人類的交互模式，目前已從過(guò)去的嵌入式工具型AI(例如Siri)向助理型AI發(fā)展，目前的各類AI Copilot不再是機(jī)械地完成人類指令，而是可以自動(dòng)化地完成各種人類工作流，

　　如果說(shuō)Copilot這類生成式AI是“副駕駛”，那么Agent則可以算得上一個(gè)初級(jí)的“主駕駛”。

　　比爾·蓋茨曾言:在計(jì)算行業(yè)中，平臺(tái)是應(yīng)用程序和服務(wù)構(gòu)建的基礎(chǔ)技術(shù)。Android、iOS 和Windows都是平臺(tái)的例子。而Agent將成為下一個(gè)平臺(tái)。

　　到了那時(shí)，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的應(yīng)用或服務(wù)，你不需要掌握編程或圖形設(shè)計(jì)技能。Agent將能夠幫助處理幾乎所領(lǐng)域的事務(wù)。

　　那么Arthur Mensch為什么會(huì)斷言小模型一定會(huì)有助于Agents的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用?

　　這里主要有兩個(gè)原因:一是推理成本，二是模型復(fù)雜度。

　　在推理成本方面，除了絕對(duì)數(shù)值外(即每1000個(gè)Token的成本)，更重要的，是模型的推理預(yù)算與實(shí)際效能之比。

　　從目前的情況來(lái)看，Mixtral擁有46.7B的總參數(shù)量，但每個(gè)token只使用12.9B參數(shù)，也就是說(shuō)，Mixtral的實(shí)際執(zhí)行速度和所需的成本和一個(gè)12.9B的模型相當(dāng)。

　　下圖展示了官方公布的模型生成質(zhì)量與推理消耗成本的關(guān)系，與Llama2相比，Mistral7B和Mixtral8x7B表現(xiàn)出自己高能效的優(yōu)勢(shì)。

　　這意味著，與大模型相比，在保持高效能的情況下，Mixtral這類小模型通常需要更少的計(jì)算資源和時(shí)間來(lái)進(jìn)行推理，因此更加適合用于實(shí)時(shí)交互和在線學(xué)習(xí)。

　　其次，小模型也有助于Agents的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兺ǔ＞哂懈�低的模型�?fù)雜度，更容易被理解和調(diào)試。

　　Arthur Mensch對(duì)此談到:當(dāng)人們走向一個(gè)Agents和AI交互的世界，系統(tǒng)的復(fù)雜性也會(huì)因此大幅增加。這種高度復(fù)雜的情境可能導(dǎo)致崩潰(Collapse)，即機(jī)器學(xué)習(xí)中的一種一切都停滯不前的狀態(tài)，如果沒(méi)有足夠的自組織和解決問(wèn)題的意愿，人們可能無(wú)法有效地應(yīng)對(duì)和管理這些挑戰(zhàn)。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)AI系統(tǒng)時(shí)充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、模塊化和可解釋性。

　　而小模型通常具有更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和更少的參數(shù)，這使得具有更好的可調(diào)試性，從而便于讓開(kāi)發(fā)人員更容易理解和控制模型的性能，從而更快地將Agents推向市場(chǎng)。

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　　新的勝出者

　　在模型層市場(chǎng)被少數(shù)頭部企業(yè)左右的當(dāng)下，小模型的出現(xiàn)，無(wú)疑為市場(chǎng)打開(kāi)了新的可能。

　　從總的態(tài)勢(shì)來(lái)說(shuō)，之后的模型層競(jìng)爭(zhēng)中，小模型可能會(huì)對(duì)大模型形成一種“農(nóng)村包圍城市”的態(tài)勢(shì)。

　　“農(nóng)村”象征著小模型主要占據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域通常包括資源受限的環(huán)境，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、移動(dòng)設(shè)備和邊緣計(jì)算場(chǎng)景。

　　在這些領(lǐng)域，小模型的靈活性、低成本和低能耗等特點(diǎn)使它們具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，小模型在定制化和遷移學(xué)習(xí)方面的優(yōu)勢(shì)，使它們能夠更好地適應(yīng)各種細(xì)分市場(chǎng)和特定任務(wù)。

　　“城市”則象征著大模型主要占據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。這些領(lǐng)域通常包括計(jì)算資源豐富、對(duì)性能要求較高的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算和高性能計(jì)算環(huán)境。

　　在這樣的態(tài)勢(shì)下，憑借著細(xì)分市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，以及開(kāi)源社區(qū)的協(xié)作和共創(chuàng)，小模型在性能上會(huì)不斷迭代，并逐漸對(duì)大模型主導(dǎo)的領(lǐng)域形成一種“鉗制”的優(yōu)勢(shì)。

　　這種關(guān)系，類似于農(nóng)村為城市提供糧食等資源，維持城市的正常運(yùn)行。在AI領(lǐng)域，大模型在特定領(lǐng)域的優(yōu)化和提升，將愈發(fā)難以脫離小模型提供的實(shí)踐場(chǎng)景和技術(shù)支持。

　　而面對(duì)這樣的態(tài)勢(shì)，頭部的大模型企業(yè)，自然也不甘被鉗制，因此，這些大廠可能的應(yīng)對(duì)之策之一，是通過(guò)蒸餾(Distillation)或者合成數(shù)據(jù)(Synthetic data generation)等技術(shù)來(lái)訓(xùn)練出質(zhì)量更高的小模型。

　　或者更簡(jiǎn)單粗暴一些，直接將小模型團(tuán)隊(duì)收購(gòu)、兼并，為己所用。

　　在這樣的情況下，未來(lái)小模型領(lǐng)域，怎樣的企業(yè)更有可能勝出?

　　就大小模型的差異而言，小模型并不像大模型一樣，需要龐大的算力、數(shù)據(jù)作為支撐，在這個(gè)領(lǐng)域，更考驗(yàn)的是對(duì)技術(shù)的理解，以及深厚的理論基礎(chǔ)。

　　因此，將來(lái)在小模型領(lǐng)域，更有可能脫穎而出的團(tuán)隊(duì)，應(yīng)該會(huì)是那些具有強(qiáng)大學(xué)術(shù)、技術(shù)背景，且一線研究者、技術(shù)人員具有更大話語(yǔ)權(quán)的企業(yè)。

　　例如這次的Mixtral的團(tuán)隊(duì)Mixtral AI， 就是由DeepMind和Meta的三位青年科學(xué)家建立。

　　聯(lián)創(chuàng)三人，Arthur Mensch，CEO，前DeepMind研究科學(xué)家;Guillaume Lample，首席科學(xué)家，前Meta研究科學(xué)家，Llama項(xiàng)目帶頭;Timothee Lacroix，CTO，前Llama工程帶頭。

　　在創(chuàng)立Mistral前，Arthur Mensch在DeepMind任職，并主導(dǎo)了LLM、RAG、多模態(tài)三個(gè)領(lǐng)域最重要的論文，十分全能。

　　對(duì)一線研究者而言，唯有自由地踐行自己的技術(shù)構(gòu)想，在初期不過(guò)多地被資本干涉與左右，才更有可能做出亮眼的成果。