一、引言:AI 浪潮中的璀璨新星

DeepSeek 宛如一顆耀眼的新星,迅速崛起并在人工智能領(lǐng)域掀起了巨大的波瀾。自問世以來,DeepSeek 以其卓越的表現(xiàn)吸引了全球無數(shù)目光,在各大 AI 評測榜單中名列前茅,甚至超越了一些行業(yè)內(nèi)久負(fù)盛名的模型。它的應(yīng)用場景也極為廣泛,從智能客服到內(nèi)容創(chuàng)作,從數(shù)據(jù)分析到智能推薦,DeepSeek 都展現(xiàn)出了強(qiáng)大的實(shí)力,為用戶帶來了前所未有的體驗(yàn),也讓人們對 AI 的未來充滿了更多期待。這不禁讓我們好奇,DeepSeek 究竟是如何做到這一切的?它背后的工作原理又有著怎樣的奧秘呢?接下來,就讓我們一同深入探索 DeepSeek 的神奇世界。

二、DeepSeek 核心架構(gòu)揭秘

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(一)Transformer 架構(gòu):基石之力

Transformer 架構(gòu)作為 DeepSeek 的基礎(chǔ),猶如大廈的基石,為其強(qiáng)大的性能奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。Transformer 架構(gòu)摒棄了傳統(tǒng)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的一些局限性,采用了全新的自注意力機(jī)制,使得模型在處理序列數(shù)據(jù)時能夠更加高效地捕捉全局信息。

自注意力機(jī)制就像是一個神奇的 “放大鏡”,讓模型在處理文本時可以自動聚焦于關(guān)鍵信息。比如說,當(dāng)我們閱讀一篇文章時,我們的大腦會根據(jù)上下文自動關(guān)注到重要的詞匯和句子,從而理解文章的核心含義。自注意力機(jī)制也是如此,它能夠計(jì)算輸入序列中每個位置與其他位置之間的關(guān)聯(lián)程度,為每個位置分配一個注意力權(quán)重,以此來衡量該位置信息的重要性。這樣,模型在處理某個位置的信息時,就能夠綜合考慮整個序列中其他相關(guān)位置的信息,而不僅僅局限于局部的上下文,極大地提升了模型對長距離依賴關(guān)系的捕捉能力。

舉個簡單的例子,在句子 “小明的手機(jī)丟了,他非常著急” 中,通過自注意力機(jī)制,模型可以很容易地建立起 “小明” 和 “他” 之間的聯(lián)系,理解到 “他” 指代的就是 “小明”,從而準(zhǔn)確把握句子的語義。在實(shí)際應(yīng)用中,這種自注意力機(jī)制使得 DeepSeek 在文本生成、機(jī)器翻譯、問答系統(tǒng)等自然語言處理任務(wù)中表現(xiàn)出色,能夠生成更加連貫、準(zhǔn)確且符合語義邏輯的文本。

(二)混合專家架構(gòu)(MoE):各司其職的智慧團(tuán)隊(duì)

除了 Transformer 架構(gòu),DeepSeek 還引入了混合專家架構(gòu)(MoE,Mixture of Experts),這一架構(gòu)的加入為 DeepSeek 的強(qiáng)大性能增添了新的助力。MoE 架構(gòu)就像是一個由眾多專家組成的智慧團(tuán)隊(duì),每個專家都在自己擅長的領(lǐng)域有著獨(dú)特的專長,負(fù)責(zé)處理特定類型的任務(wù)。當(dāng)模型接收到一個任務(wù)時,它會通過一種叫做 “門控機(jī)制” 的方式,將任務(wù)分配給最合適的專家進(jìn)行處理,而不是讓所有的模塊都參與到每一個任務(wù)的計(jì)算中,這樣就大大提高了模型的效率和針對性。

以 DeepSeek-V2 和 DeepSeek-V3 為例,DeepSeek-V2 擁有 2360 億總參數(shù),但在實(shí)際運(yùn)行過程中,每個 token 僅激活 210 億參數(shù);而 DeepSeek-V3 的總參數(shù)更是高達(dá) 6710 億,然而每個輸入也僅僅激活 370 億參數(shù) 。這意味著模型在處理任務(wù)時,并非所有的參數(shù)都會被調(diào)動起來,而是根據(jù)任務(wù)的需求,精準(zhǔn)地激活那些與之相關(guān)的專家模塊所對應(yīng)的參數(shù),就如同一個訓(xùn)練有素的團(tuán)隊(duì),在面對不同任務(wù)時,能夠迅速組織起最專業(yè)的人員來應(yīng)對,既避免了資源的浪費(fèi),又提升了任務(wù)處理的效率和質(zhì)量。

在自然語言處理任務(wù)中,MoE 架構(gòu)的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。比如在處理一篇包含多種領(lǐng)域知識的文章時,涉及到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容會被分配給擅長醫(yī)學(xué)知識處理的專家模塊,而關(guān)于金融領(lǐng)域的部分則由金融專家模塊負(fù)責(zé),各個專家模塊各司其職,協(xié)同工作,最終使得模型能夠全面、準(zhǔn)確地理解和處理這篇復(fù)雜的文章。這種基于 MoE 架構(gòu)的設(shè)計(jì),不僅使得 DeepSeek 在面對大規(guī)模、復(fù)雜的任務(wù)時能夠游刃有余,同時也在一定程度上降低了模型的計(jì)算成本,提高了模型的可擴(kuò)展性和實(shí)用性,使其能夠更好地適應(yīng)多樣化的應(yīng)用場景和用戶需求。

三、關(guān)鍵技術(shù)深度剖析

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(一)多頭潛在注意力(MLA)機(jī)制:長文本處理的利器

在自然語言處理中,處理長文本一直是一個頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù),而 DeepSeek 的多頭潛在注意力(MLA,Multi - Latent Attention)機(jī)制則為解決這一難題提供了強(qiáng)大的支持。MLA 機(jī)制是對傳統(tǒng)注意力機(jī)制的一次重大升級,它就像是為模型配備了一副 “超級眼鏡”,使其在處理長文本時,能夠更加精準(zhǔn)地聚焦于關(guān)鍵信息,不會像傳統(tǒng)注意力機(jī)制那樣容易分散注意力。

在傳統(tǒng)的注意力機(jī)制中,模型在計(jì)算注意力權(quán)重時,雖然能夠考慮到輸入序列中各個位置之間的關(guān)聯(lián),但在面對長文本時,由于信息過于繁雜,模型很難精準(zhǔn)地捕捉到真正重要的內(nèi)容,容易出現(xiàn) “眉毛胡子一把抓” 的情況 。而 MLA 機(jī)制則通過引入多個潛在注意力頭,對輸入文本進(jìn)行多維度的分析和理解。每個注意力頭都可以從不同的角度去關(guān)注文本中的信息,有的關(guān)注詞匯層面的語義,有的關(guān)注句子之間的邏輯關(guān)系,還有的關(guān)注段落之間的連貫性。通過這種方式,MLA 機(jī)制能夠更全面、更深入地挖掘長文本中的核心意思,為后續(xù)的任務(wù)處理提供更加準(zhǔn)確和豐富的信息。

以機(jī)器翻譯領(lǐng)域?yàn)槔?,?dāng)翻譯一篇專業(yè)領(lǐng)域的長文檔時,文檔中可能包含大量的專業(yè)術(shù)語、復(fù)雜的句子結(jié)構(gòu)以及豐富的背景知識。傳統(tǒng)的注意力機(jī)制可能會在處理這些復(fù)雜信息時出現(xiàn)偏差,導(dǎo)致翻譯不準(zhǔn)確。而 MLA 機(jī)制則能夠準(zhǔn)確地理解每個詞在上下文中的含義,以及句子之間的邏輯關(guān)系,從而精準(zhǔn)地將源語言翻譯成目標(biāo)語言。比如,在翻譯醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)時,對于一些專業(yè)的醫(yī)學(xué)術(shù)語,MLA 機(jī)制能夠根據(jù)上下文準(zhǔn)確地判斷其在目標(biāo)語言中的對應(yīng)詞匯,避免出現(xiàn)錯誤翻譯;對于復(fù)雜的句子結(jié)構(gòu),它也能夠理清句子成分之間的關(guān)系,使翻譯后的句子通順、自然,符合目標(biāo)語言的表達(dá)習(xí)慣。

(二)無輔助損失負(fù)載均衡:均衡工作的幕后英雄

在 DeepSeek 的混合專家架構(gòu)(MoE)中,無輔助損失負(fù)載均衡策略發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,它就像是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)度員,默默地協(xié)調(diào)著各個專家模塊的工作,確保整個模型能夠高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。

在 MoE 架構(gòu)中,不同的專家模塊就像一個個各有所長的工匠,他們各自擅長處理特定類型的任務(wù)。然而,在實(shí)際運(yùn)行過程中,由于輸入任務(wù)的多樣性和復(fù)雜性,不同專家模塊可能會出現(xiàn)工作負(fù)擔(dān)不均衡的情況。有些專家模塊可能會接到大量的任務(wù),忙得不可開交,而有些專家模塊則可能任務(wù)寥寥,處于閑置狀態(tài)。這種工作負(fù)擔(dān)的不均衡不僅會導(dǎo)致資源的浪費(fèi),還會影響整個模型的性能和效率。

無輔助損失負(fù)載均衡策略的出現(xiàn),有效地解決了這一問題。它通過一種智能的動態(tài)路由偏置調(diào)整策略,根據(jù)各個專家模塊的實(shí)時負(fù)載情況,靈活地分配任務(wù)。當(dāng)某個專家模塊的任務(wù)量較少時,它會將更多的任務(wù)分配給這個模塊,使其充分發(fā)揮作用;而當(dāng)某個專家模塊的任務(wù)量過多時,它則會將部分任務(wù)分流到其他負(fù)載較輕的模塊,避免該模塊過度勞累。通過這種方式,無輔助損失負(fù)載均衡策略能夠讓各個專家模塊的工作負(fù)擔(dān)更加均勻,確保每個模塊都能夠在自己擅長的領(lǐng)域發(fā)揮最大的效能,從而提升整個模型的性能和穩(wěn)定性。

以處理一個包含多種領(lǐng)域知識的問答任務(wù)為例,問題中可能同時涉及到歷史、科學(xué)、文化等多個領(lǐng)域的知識。在 MoE 架構(gòu)中,不同的專家模塊分別負(fù)責(zé)處理不同領(lǐng)域的知識。無輔助損失負(fù)載均衡策略會根據(jù)問題的特點(diǎn)和各個專家模塊的當(dāng)前負(fù)載,將問題中的不同部分分配給最合適的專家模塊。比如,對于歷史相關(guān)的問題部分,會分配給擅長歷史知識處理的專家模塊;對于科學(xué)相關(guān)的問題部分,則分配給科學(xué)領(lǐng)域的專家模塊。這樣,各個專家模塊能夠各司其職,協(xié)同工作,高效地完成問答任務(wù),為用戶提供準(zhǔn)確、全面的答案。

(三)多 Token 預(yù)測(MTP):加速推理的引擎

多 Token 預(yù)測(MTP,Multi - Token Prediction)技術(shù)是 DeepSeek 在推理過程中的一大創(chuàng)新,它為模型的推理速度和生成內(nèi)容的連貫性帶來了顯著的提升,就像是為模型安裝了一個強(qiáng)大的加速器,讓其在處理任務(wù)時能夠更加快速、流暢地運(yùn)行。

在傳統(tǒng)的語言模型中,通常采用逐個預(yù)測 token 的方式。這種方式就好比一個人說話時一個字一個字地往外蹦,不僅速度慢,而且生成的內(nèi)容連貫性也較差。而 DeepSeek 的 MTP 技術(shù)則打破了這種傳統(tǒng)模式,它允許模型一次預(yù)測多個 token,就如同我們在正常交流時,會連續(xù)說出幾個詞來表達(dá)一個完整的意思。這種方式使得模型在推理過程中能夠一次性獲取更多的信息,從而大大提高了推理速度。

從原理上來說,MTP 技術(shù)通過在訓(xùn)練過程中讓模型學(xué)習(xí)預(yù)測多個未來的 token,使得模型對語言的整體結(jié)構(gòu)和語義有了更深入的理解。在推理階段,模型能夠根據(jù)之前生成的 token 和上下文信息,一次性預(yù)測出多個合理的后續(xù) token,而不是像傳統(tǒng)方式那樣,每次只能預(yù)測一個 token,然后再根據(jù)這個 token 去預(yù)測下一個,如此反復(fù)。這樣一來,模型在生成文本時能夠更加連貫和自然,因?yàn)樗谏擅總€ token 時,都已經(jīng)考慮到了后續(xù)多個 token 的可能性,從而能夠更好地保持語義的一致性和邏輯性。

在實(shí)際應(yīng)用中,MTP 技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。比如在文本生成任務(wù)中,使用 MTP 技術(shù)的 DeepSeek 能夠快速生成連貫、通順的段落。當(dāng)要求模型生成一篇關(guān)于旅游的短文時,它可以一次性生成類似于 “我計(jì)劃在假期去海邊旅游,那里有美麗的沙灘和清澈的海水” 這樣的多個 token 組成的語句,而不是逐個生成 “我”“計(jì)”“劃” 等單個 token,使得生成的文本更加流暢自然,符合人類的語言表達(dá)習(xí)慣,同時也大大縮短了生成時間,提高了效率。

(四)FP8 混合精度訓(xùn)練:訓(xùn)練效率的助推器

在模型訓(xùn)練過程中,數(shù)據(jù)的精度對于模型的性能和訓(xùn)練效率有著至關(guān)重要的影響。而 DeepSeek 采用的 FP8 混合精度訓(xùn)練技術(shù),就像是一把神奇的鑰匙,打開了提高訓(xùn)練效率、降低成本的大門,為大規(guī)模模型的訓(xùn)練帶來了新的突破。

在傳統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,通常使用 32 位浮點(diǎn)數(shù)(FP32)或 16 位浮點(diǎn)數(shù)(FP16)來表示模型的參數(shù)和中間計(jì)算結(jié)果。然而,隨著模型規(guī)模的不斷增大,訓(xùn)練過程中需要處理的數(shù)據(jù)量也越來越龐大,使用高精度的數(shù)據(jù)表示雖然能夠保證模型的準(zhǔn)確性,但同時也會帶來巨大的計(jì)算量和內(nèi)存消耗,導(dǎo)致訓(xùn)練時間長、成本高。

FP8 混合精度訓(xùn)練技術(shù)則巧妙地解決了這一問題。它采用 8 位浮點(diǎn)數(shù)(FP8)作為主要的數(shù)據(jù)精度,并結(jié)合其他精度的數(shù)字表示進(jìn)行混合精度訓(xùn)練。在保證計(jì)算速度的同時,降低了通信開銷,減少了模型訓(xùn)練過程中的內(nèi)存占用和計(jì)算量。具體來說,在一些對精度要求相對較低的計(jì)算過程中,如前向傳播、反向傳播等,模型會使用 FP8 數(shù)據(jù)類型進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)?FP8 數(shù)據(jù)類型所需的計(jì)算資源更少,可以大大加快計(jì)算速度;而在一些關(guān)鍵的計(jì)算步驟,如計(jì)算損失函數(shù)時,為了保證精度,會將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回更高精度的數(shù)據(jù)類型,如 FP32 。通過這種在不同精度之間進(jìn)行合理轉(zhuǎn)換和處理的方式,F(xiàn)P8 混合精度訓(xùn)練在提高計(jì)算效率和降低內(nèi)存占用的同時,還能夠保持與 FP32 訓(xùn)練相當(dāng)?shù)哪P途取?/p>

以 DeepSeek - V3 為例,通過 FP8 混合精度訓(xùn)練框架,在訓(xùn)練過程中顯存占用減少了 30%,吞吐量提升了 2.5 倍,使得在有限的硬件資源下能夠更快地訓(xùn)練大規(guī)模的模型。這不僅大大縮短了模型的訓(xùn)練時間,還降低了訓(xùn)練成本,使得更多的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)能夠負(fù)擔(dān)得起大規(guī)模模型的訓(xùn)練,推動了人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

四、模型訓(xùn)練策略解讀 (一)知識蒸餾:知識傳承的橋梁

在深度學(xué)習(xí)的領(lǐng)域中,模型的大小和計(jì)算資源的需求常常是一個挑戰(zhàn)。大型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通常具有更好的性能,但在實(shí)際應(yīng)用中,由于其龐大的參數(shù)量和高昂的計(jì)算成本,往往不太適合在資源受限的設(shè)備上部署。為了解決這個問題,知識蒸餾技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它就像是一座橋梁,將大模型的知識傳遞給小模型,使得小模型能夠在保持一定性能的同時,具備更高的計(jì)算效率和更小的模型尺寸。

在知識蒸餾的過程中,大模型被稱為 “教師模型”,小模型則被稱為 “學(xué)生模型”。教師模型通過在大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)上進(jìn)行學(xué)習(xí),積累了豐富的知識和經(jīng)驗(yàn),這些知識不僅僅體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分類上,還包含了對數(shù)據(jù)特征的深層次理解和模式識別能力 。而學(xué)生模型則通過模仿教師模型的輸出,來學(xué)習(xí)這些知識,從而提升自己的性能。

以 DeepSeek - R1 為例,它通過知識蒸餾將長鏈推理模型的能力傳遞給標(biāo)準(zhǔn) LLM。具體來說,DeepSeek - R1 首先生成大量高質(zhì)量的推理數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)涵蓋了數(shù)學(xué)、編程、邏輯推理等多個領(lǐng)域的任務(wù)。然后,利用這些數(shù)據(jù)對像 Qwen 和 Llama 等小模型進(jìn)行微調(diào)。在這個過程中,小模型就像是一個勤奮的學(xué)生,努力學(xué)習(xí) DeepSeek - R1 這位 “老師” 在處理各種任務(wù)時的思路和方法。通過這種方式,小模型能夠在不進(jìn)行大規(guī)模強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的情況下,獲得顯著的推理能力提升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,蒸餾后的 Qwen - 7B 在 AIME、MATH 等測試中全面超越了非推理類模型如 GPT - 4o;Qwen - 14B 超過了之前最優(yōu)的開源模型;Qwen - 32B 和 Llama - 70B 則在多個任務(wù)上顯著優(yōu)于 OpenAI - o1 - mini 。這充分證明了知識蒸餾技術(shù)在提升小模型推理能力方面的有效性,它讓小模型能夠站在大模型的肩膀上,快速提升自己的能力,實(shí)現(xiàn)了知識的高效傳承和應(yīng)用。

(二)純強(qiáng)化學(xué)習(xí)的嘗試:在試錯中成長

在模型訓(xùn)練的道路上,DeepSeek 進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新與嘗試,以訓(xùn)練 R1 - Zero 為例,它摒棄了傳統(tǒng)推理優(yōu)化模型常用的強(qiáng)化學(xué)習(xí)和監(jiān)督微調(diào)兩種方法,獨(dú)辟蹊徑地采用純強(qiáng)化學(xué)習(xí)。這種訓(xùn)練方式就像是一個人在黑暗中摸索前行,通過不斷地嘗試和犯錯,逐漸找到正確的方向。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)的過程,本質(zhì)上是模型與環(huán)境進(jìn)行交互的過程。模型在環(huán)境中采取各種行動,然后根據(jù)環(huán)境反饋的獎勵或懲罰信號來調(diào)整自己的策略,以最大化長期累積獎勵。在這個過程中,模型沒有預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)答案,而是通過不斷地試錯來學(xué)習(xí)最優(yōu)的行為方式。例如,在一個游戲場景中,模型就像一個游戲玩家,它需要在游戲中不斷嘗試不同的操作,如選擇不同的移動方向、釋放不同的技能等。如果它的操作能夠使游戲得分增加(獲得獎勵),那么它就會傾向于在未來更多地采取類似的操作;反之,如果它的操作導(dǎo)致游戲失敗或扣分(受到懲罰),它就會調(diào)整策略,嘗試其他的操作方式。

在 DeepSeek 的純強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,R1 - Zero 直接在基礎(chǔ)模型上應(yīng)用強(qiáng)化學(xué)習(xí),無需任何監(jiān)督微調(diào)數(shù)據(jù)。這一訓(xùn)練方式的成功表明,強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法能夠有效替代傳統(tǒng)的監(jiān)督微調(diào)。在訓(xùn)練過程中,R1 - Zero 展現(xiàn)出了令人驚嘆的自我進(jìn)化能力,它能夠隨著訓(xùn)練的進(jìn)行,自發(fā)地產(chǎn)生驗(yàn)證、反思等復(fù)雜推理行為。在解決數(shù)學(xué)問題時,模型會主動檢查自己的計(jì)算步驟,發(fā)現(xiàn)錯誤后及時進(jìn)行修正,甚至?xí)?biāo)記出可能存在問題的步驟,然后重新思考解法。它還學(xué)會了使用不同的方法來驗(yàn)證自己的答案是否正確,從簡單問題到復(fù)雜問題的推理能力都在不斷增強(qiáng)。

然而,這種純強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方式也并非一帆風(fēng)順。由于缺乏監(jiān)督微調(diào)數(shù)據(jù)的引導(dǎo),模型在訓(xùn)練早期會生成很多錯誤答案,導(dǎo)致強(qiáng)化學(xué)習(xí)的收斂速度變慢。而且,模型輸出還存在一些問題,如響應(yīng)可能出現(xiàn)無休止的重復(fù)、可讀性差和語言混雜等情況 。但正是這些嘗試和探索,為模型訓(xùn)練領(lǐng)域開拓了全新的思路,為后續(xù)的改進(jìn)和優(yōu)化提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和方向,讓我們看到了模型在自我學(xué)習(xí)和進(jìn)化方面的巨大潛力。

(三)多階段訓(xùn)練和冷啟動數(shù)據(jù):科學(xué)訓(xùn)練的保障

為了進(jìn)一步提升模型的性能,DeepSeek - R1 引入了多階段訓(xùn)練和冷啟動數(shù)據(jù)的策略,這一策略就像是為模型的訓(xùn)練之旅制定了一份科學(xué)合理的規(guī)劃,確保模型能夠在不同的階段逐步提升自己的能力,同時為模型的學(xué)習(xí)提供了一個良好的開端。

多階段訓(xùn)練類似于人類在不同學(xué)習(xí)階段采用不同的學(xué)習(xí)方法。在 DeepSeek - R1 的訓(xùn)練過程中,首先是冷啟動階段,這個階段就像是我們在學(xué)習(xí)新知識之前,先進(jìn)行一些基礎(chǔ)知識的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。在這個階段,DeepSeek - R1 引入數(shù)千條高質(zhì)量長推理鏈數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)模型進(jìn)行微調(diào),強(qiáng)制規(guī)范輸出格式,比如使用推理過程標(biāo)簽,這樣可以提升模型輸出的可讀性,讓模型在一開始就養(yǎng)成良好的 “學(xué)習(xí)習(xí)慣”。通過這種方式,模型能夠?qū)W習(xí)到一些基本的推理模式和表達(dá)規(guī)范,為后續(xù)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

接下來是推理導(dǎo)向的強(qiáng)化學(xué)習(xí)階段,在這個階段,模型就像是進(jìn)入了一個高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)階段,專注于提升自己在特定任務(wù)上的能力。DeepSeek - R1 采用與 DeepSeek - R1 - Zero 相同的大規(guī)模強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練,重點(diǎn)提升模型在編碼、數(shù)學(xué)、科學(xué)和邏輯推理等推理密集型任務(wù)中的能力。在這個過程中,模型會不斷地與環(huán)境進(jìn)行交互,根據(jù)獎勵信號來優(yōu)化自己的策略,逐漸提升自己在這些任務(wù)上的表現(xiàn)。

當(dāng)推理導(dǎo)向的強(qiáng)化學(xué)習(xí)趨于收斂時,就進(jìn)入了拒絕采樣和有監(jiān)督微調(diào)階段。在這個階段,模型會利用之前訓(xùn)練得到的能力,通過拒絕采樣的方式生成新的有監(jiān)督微調(diào)(SFT)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅包括推理相關(guān)的數(shù)據(jù),還涵蓋了寫作、知識問答、認(rèn)知等其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。然后,利用這些新數(shù)據(jù)和部分之前的數(shù)據(jù)在基礎(chǔ)模型上進(jìn)行兩輪微調(diào),進(jìn)一步提升模型的綜合能力。

最后是全場景強(qiáng)化學(xué)習(xí)階段,在這個階段,模型會在所有類型的提示上進(jìn)行第二輪強(qiáng)化學(xué)習(xí),進(jìn)一步提升模型的整體性能,并與人類偏好對齊。通過結(jié)合多種獎勵信號和數(shù)據(jù)分布,使模型在保持推理能力的同時,兼顧通用性、安全性和可用性,就像是一個全面發(fā)展的學(xué)生,不僅在專業(yè)領(lǐng)域表現(xiàn)出色,在其他方面也能夠游刃有余。

冷啟動數(shù)據(jù)則為模型提供了高質(zhì)量的訓(xùn)練起點(diǎn),幫助模型更好地開始學(xué)習(xí)。它就像是我們學(xué)習(xí)新知識時的引導(dǎo)者,讓我們能夠更快地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),理解學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和方向。通過使用冷啟動數(shù)據(jù),DeepSeek - R1 能夠避免在訓(xùn)練初期出現(xiàn)過多的錯誤和偏差,提高訓(xùn)練的效率和穩(wěn)定性。同時,這些數(shù)據(jù)中引入的人類先驗(yàn)知識,也能夠幫助模型更快地掌握正確的推理方式和表達(dá)規(guī)范,從而提升模型的性能和實(shí)用性。

五、工作流程全解析 (一)輸入處理與任務(wù)判斷:任務(wù)的初步篩選

當(dāng)我們向 DeepSeek 提出一個問題或者輸入一段文本時,模型首先會對這些輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的預(yù)處理操作。這就好比我們收到一份雜亂無章的文件,首先要對其進(jìn)行整理和分類。DeepSeek 會檢查數(shù)據(jù)中是否存在錯誤、缺失值或者異常值,將這些干擾信息清理掉,同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化,使其符合模型能夠處理的標(biāo)準(zhǔn)格式 。

在完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理后,MoE 架構(gòu)中的路由器機(jī)制就開始發(fā)揮作用了。這個路由器就像是一個智能的任務(wù)分配器,它會根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的特征和任務(wù)類型,判斷該任務(wù)應(yīng)該交給哪個專家模塊來處理。比如,如果輸入的是一個關(guān)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的問題,路由器會迅速將這個任務(wù)分配給擅長醫(yī)學(xué)知識處理的專家模塊;如果是一個關(guān)于歷史事件的詢問,那么歷史知識專家模塊就會被激活。通過這種精準(zhǔn)的任務(wù)判斷和分配,DeepSeek 能夠確保每個任務(wù)都能找到最合適的 “專家” 來處理,為后續(xù)的高效處理奠定了基礎(chǔ)。

(二)調(diào)用合適模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理:專家各司其職

一旦任務(wù)被準(zhǔn)確分配到相應(yīng)的專家模塊,這些模塊就會開始對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入處理。每個專家模塊都擁有自己獨(dú)特的知識和技能,它們會根據(jù)任務(wù)的要求,運(yùn)用自己的專長對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、推理和轉(zhuǎn)換。

如果任務(wù)比較簡單,只涉及到一個領(lǐng)域的知識,那么單個專家模塊就可以獨(dú)立完成處理。比如,當(dāng)我們詢問 “蘋果是什么顏色的?” 這樣簡單的常識性問題時,負(fù)責(zé)常識知識處理的專家模塊就能迅速給出答案。但如果任務(wù)比較復(fù)雜,涉及多個領(lǐng)域的知識,DeepSeek 就會召集多個專家模塊協(xié)同工作。比如,當(dāng)我們提出 “從醫(yī)學(xué)和營養(yǎng)學(xué)的角度分析,吃蘋果對人體健康有哪些好處?” 這樣的問題時,醫(yī)學(xué)專家模塊會從醫(yī)學(xué)原理的角度分析蘋果對人體生理機(jī)能的影響,而營養(yǎng)學(xué)專家模塊則會從營養(yǎng)成分的角度闡述蘋果的營養(yǎng)價值,兩個模塊之間會相互傳遞信息,共同完成對這個復(fù)雜問題的處理,就像一個團(tuán)隊(duì)中的不同成員,各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢,共同攻克難題。

(三)生成輸出結(jié)果:精雕細(xì)琢的成果呈現(xiàn)

在相關(guān)專家模塊完成數(shù)據(jù)處理后,它們會將處理結(jié)果匯總到一起,進(jìn)行整合和優(yōu)化。這個過程就像是一位工匠對一件作品進(jìn)行最后的打磨和雕琢,確保最終呈現(xiàn)出來的結(jié)果是完美的。

DeepSeek 會對整合后的結(jié)果進(jìn)行全面檢查,確保語句通順、邏輯合理,符合人類的語言表達(dá)習(xí)慣和思維邏輯。如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果中存在語法錯誤、語義模糊或者邏輯矛盾等問題,模型會自動進(jìn)行調(diào)整和修正。它可能會重新調(diào)用相關(guān)的專家模塊,對問題部分進(jìn)行再次處理,或者根據(jù)模型學(xué)習(xí)到的語言知識和邏輯規(guī)則,對結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化和完善。只有當(dāng)模型認(rèn)為結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了滿意的程度,它才會將最終的答案返回給用戶,為用戶提供準(zhǔn)確、清晰、有用的信息。

六、與其他模型對比彰顯優(yōu)勢

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(一)與 GPT 系列對比

在人工智能的舞臺上,GPT 系列無疑是備受矚目的明星,而 DeepSeek 的出現(xiàn),為這場激烈的競爭增添了新的活力。從架構(gòu)層面來看,GPT 系列主要基于經(jīng)典的 Transformer 架構(gòu),以解碼器為核心,通過堆疊的多頭注意力機(jī)制和前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)語言模式和語義信息 。這種架構(gòu)雖然在語言處理方面表現(xiàn)出色,能夠處理復(fù)雜的語義理解和長文本生成任務(wù),但在面對日益增長的計(jì)算需求和成本挑戰(zhàn)時,逐漸顯露出一些局限性。例如,在處理大規(guī)模文本數(shù)據(jù)時,所有參數(shù)在每次推理中都會被激活,這導(dǎo)致計(jì)算成本隨著參數(shù)規(guī)模的增加呈指數(shù)級增長,對硬件資源的要求極高。

而 DeepSeek 則另辟蹊徑,采用了獨(dú)特的混合專家(MoE)架構(gòu)。在這種架構(gòu)下,模型就像是一個由眾多專業(yè)工匠組成的團(tuán)隊(duì),每個專家都專注于特定類型的任務(wù)或知識領(lǐng)域。當(dāng)模型處理輸入時,會根據(jù)輸入的特征和任務(wù)需求,動態(tài)地激活最相關(guān)的專家,從而實(shí)現(xiàn)高效的計(jì)算和處理。以 DeepSeek - V3 為例,它擁有高達(dá) 6710 億的參數(shù),但在實(shí)際運(yùn)行中,每個 token 僅激活 370 億參數(shù),大大減少了計(jì)算量和資源浪費(fèi) 。這種架構(gòu)不僅提升了模型的運(yùn)行效率,還在很大程度上降低了訓(xùn)練成本,使得 DeepSeek 在大規(guī)模模型訓(xùn)練中具備了更強(qiáng)的競爭力。

在性能表現(xiàn)上,DeepSeek 在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出了與 GPT 系列相媲美的實(shí)力,甚至在某些方面實(shí)現(xiàn)了超越。在數(shù)學(xué)推理任務(wù)中,DeepSeek - R1 在 MATH 數(shù)據(jù)集上的準(zhǔn)確率達(dá)到了 81.2%,超過了 GPT - 4 的 78.9%。在代碼生成任務(wù)中,DeepSeek - V3 在 HumanEval 測試中的得分達(dá)到了 92.7%,同樣優(yōu)于 Llama 2 的 75% 。在中文語言處理方面,DeepSeek 更是展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢。由于其在訓(xùn)練過程中對中文語料庫進(jìn)行了深入學(xué)習(xí)和優(yōu)化,它能夠更好地理解中文的語言習(xí)慣、文化背景和語義內(nèi)涵,生成的文本更加符合中文表達(dá)習(xí)慣,在多輪對話中也能保持更高的連貫性。當(dāng)要求生成一首中文古詩時,DeepSeek 能夠巧妙地運(yùn)用古詩詞的韻律和意境,創(chuàng)作出富有文采和意境的作品,而 GPT 系列在這方面可能會出現(xiàn)一些語義偏差或文化理解不足的問題。

成本方面,DeepSeek 的優(yōu)勢也十分顯著。DeepSeek - V3 的訓(xùn)練成本僅為 558 萬美元,而 Meta 的 Llama - 3.1 訓(xùn)練成本超過 5 億美元 。在模型推理層面,DeepSeek - R1 的價格為 2.2 美元 / 百萬詞元,而同性能的 OpenAI 模型價格為 60 美元 / 百萬詞元 。這種巨大的成本優(yōu)勢使得 DeepSeek 在市場競爭中更具吸引力,尤其是對于那些對成本敏感的企業(yè)和開發(fā)者來說,DeepSeek 提供了一個更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。

(二)與 Gemini 對比

Gemini 作為谷歌推出的多模態(tài) AI 模型,以其強(qiáng)大的多模態(tài)融合能力而備受關(guān)注。它能夠同時處理文本、圖像和音頻等多種數(shù)據(jù)類型,在圖像描述、視頻分析等多模態(tài)任務(wù)中表現(xiàn)出色 。然而,在純文本處理領(lǐng)域,DeepSeek 展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢。

在文本處理能力上,DeepSeek 的語言理解和生成能力更加高效和精準(zhǔn)。其采用的多頭潛在注意力(MLA)機(jī)制和多 Token 預(yù)測(MTP)技術(shù),使得模型在處理長文本和生成連貫文本方面表現(xiàn)卓越。在處理一篇長篇小說時,DeepSeek 能夠準(zhǔn)確地把握小說中的人物關(guān)系、情節(jié)發(fā)展和主題思想,生成的內(nèi)容摘要簡潔明了且準(zhǔn)確無誤。而 Gemini 在處理純文本時,雖然也具備一定的能力,但在語言的連貫性和邏輯性上,與 DeepSeek 相比稍顯遜色。

在中文生成方面,DeepSeek 的表現(xiàn)更是可圈可點(diǎn)。它能夠深入理解中文的語言結(jié)構(gòu)、文化內(nèi)涵和表達(dá)習(xí)慣,生成的中文文本流暢自然,富有感染力。當(dāng)要求創(chuàng)作一篇關(guān)于中國傳統(tǒng)文化的文章時,DeepSeek 能夠運(yùn)用豐富的詞匯和生動的語句,將中國傳統(tǒng)文化的魅力展現(xiàn)得淋漓盡致,從詩詞歌賦到傳統(tǒng)節(jié)日,從歷史典故到民間藝術(shù),都能信手拈來,且文字之間的過渡自然流暢,邏輯連貫。而 Gemini 在處理中文時,可能會因?yàn)閷χ形奈幕尘暗睦斫獠粔蛏钊?,?dǎo)致生成的文本在文化韻味和表達(dá)準(zhǔn)確性上存在一些不足。

七、應(yīng)用領(lǐng)域與前景展望

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(一)應(yīng)用領(lǐng)域展示

DeepSeek 的強(qiáng)大能力使其在眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,為各行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇和變革。

在金融領(lǐng)域,DeepSeek 大顯身手。多家銀行和金融機(jī)構(gòu)紛紛接入 DeepSeek 大模型,將其應(yīng)用于多個關(guān)鍵業(yè)務(wù)場景。江蘇銀行通過應(yīng)用 DeepSeek-R1 推理模型,實(shí)現(xiàn)了郵件分類、產(chǎn)品匹配、交易錄入、估值表解析對賬全鏈路自動化處理,識別成功率達(dá) 90% 以上,每天可減少 9.68 小時工作量 。郵儲銀行將 DeepSeek 大模型應(yīng)用于企業(yè)級多模態(tài)智能問答助手 “小郵助手”,新增邏輯推理功能,增強(qiáng)精準(zhǔn)服務(wù)效能;通過包括深度分析在內(nèi)的功能,精準(zhǔn)識別用戶需求,提供個性化和場景化的服務(wù)方案;借助高效推理性能,加快響應(yīng)速度和任務(wù)處理效率 。在投資分析方面,DeepSeek 能夠?qū)A康慕鹑跀?shù)據(jù)進(jìn)行快速分析,挖掘數(shù)據(jù)背后的潛在規(guī)律和趨勢,為投資者提供精準(zhǔn)的投資建議和風(fēng)險評估,幫助投資者做出更明智的決策。

科研領(lǐng)域也離不開 DeepSeek 的助力。科研人員正在測試 DeepSeek 開源模型在執(zhí)行科研任務(wù)中的能力,這些任務(wù)涵蓋從數(shù)學(xué)到認(rèn)知科學(xué)等多個領(lǐng)域。在數(shù)學(xué)問題求解和科學(xué)研究中,DeepSeek-R1 的表現(xiàn)與行業(yè)頂尖水準(zhǔn)的 o1 模型不相上下 。它可以幫助科研人員快速檢索和分析大量的學(xué)術(shù)文獻(xiàn),提供相關(guān)研究的思路和方法,加速科研進(jìn)程。在藥物研發(fā)中,DeepSeek 能夠通過對生物數(shù)據(jù)的分析,預(yù)測藥物的活性和副作用,為新藥研發(fā)提供有力的支持。

教育領(lǐng)域同樣因 DeepSeek 而煥發(fā)出新的活力。它可以作為智能輔導(dǎo)工具,幫助學(xué)生解答各種學(xué)科問題,提供個性化的學(xué)習(xí)建議和學(xué)習(xí)計(jì)劃。在語文學(xué)習(xí)中,當(dāng)學(xué)生遇到難以理解的文言文或成語時,DeepSeek 能夠詳細(xì)解釋其含義和典故,引導(dǎo)學(xué)生分析文章結(jié)構(gòu)和中心思想,在作文寫作時提供思路和素材 。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方面,它能以通俗易懂的方式解釋復(fù)雜的知識點(diǎn),幫助學(xué)生整理錯題,分析錯誤原因,并提供類似題型的練習(xí)。在英語學(xué)習(xí)中,DeepSeek 可以運(yùn)用艾賓浩斯記憶法生成背單詞的記憶表格,制定復(fù)習(xí)計(jì)劃,還能針對每個單詞組合成例句,幫助學(xué)生加深對單詞的理解和運(yùn)用。

在商業(yè)領(lǐng)域,DeepSeek 的應(yīng)用也十分廣泛。企業(yè)可以利用 DeepSeek 開發(fā)智能客服系統(tǒng),快速準(zhǔn)確地回答客戶的問題,提高客戶滿意度和工作效率。某科技公司利用 DeepSeek-V3 開發(fā)的智能客服系統(tǒng),能夠準(zhǔn)確理解用戶的問題并提供高質(zhì)量的回復(fù),顯著提升了客戶滿意度 。在市場營銷中,DeepSeek 可以通過對消費(fèi)者行為數(shù)據(jù)和市場趨勢的分析,為企業(yè)制定精準(zhǔn)的營銷策略,提高市場競爭力。它還能幫助企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新,根據(jù)市場需求和消費(fèi)者反饋,提出有針對性的產(chǎn)品改進(jìn)建議。

(二)未來發(fā)展展望

展望未來,DeepSeek 在技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展方面都有著巨大的潛力和廣闊的發(fā)展空間。

在技術(shù)創(chuàng)新方面,DeepSeek 有望在多模態(tài)融合領(lǐng)域取得更大的突破。未來,它可能會將自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、語音識別等多種技術(shù)更深度地融合在一起,實(shí)現(xiàn)對多種類型數(shù)據(jù)的協(xié)同處理和理解。在智能駕駛場景中,DeepSeek 不僅能夠理解交通指示牌上的文字信息,還能識別道路狀況、車輛和行人等視覺信息,以及接收和處理語音指令,為駕駛員提供全方位的智能輔助。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)也是 DeepSeek 未來創(chuàng)新的重要方向之一。通過不斷優(yōu)化強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,DeepSeek 將能夠更好地與環(huán)境進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)更智能的決策。在工業(yè)生產(chǎn)中,DeepSeek 可以根據(jù)生產(chǎn)線上的實(shí)時數(shù)據(jù)和反饋信息,自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和流程,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)管理。

在應(yīng)用拓展方面,DeepSeek 將進(jìn)一步滲透到各個行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域。在醫(yī)療領(lǐng)域,除了輔助診斷和藥物研發(fā),它還有望在醫(yī)療影像分析、疾病預(yù)測和健康管理等方面發(fā)揮更大的作用。通過對患者的病歷、影像數(shù)據(jù)和生活習(xí)慣等多維度信息的分析,DeepSeek 可以提前預(yù)測疾病的發(fā)生風(fēng)險,為患者提供個性化的健康管理方案。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,DeepSeek 在智能家居、智能交通等物聯(lián)網(wǎng)場景中的應(yīng)用也將更加廣泛。在智能家居中,DeepSeek 可以實(shí)現(xiàn)更智能的語音交互和場景識別,根據(jù)用戶的習(xí)慣和需求自動控制家電設(shè)備,為人們提供更加便捷、舒適的生活體驗(yàn)。在智能交通中,它可以與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)更高效的交通流量優(yōu)化、智能駕駛輔助和車輛故障預(yù)測等功能,提高交通安全性和效率。

DeepSeek 作為人工智能領(lǐng)域的一顆璀璨明星,憑借其先進(jìn)的技術(shù)和強(qiáng)大的性能,在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用價值。相信在未來,隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用的持續(xù)拓展,DeepSeek 將為我們的生活和社會發(fā)展帶來更多的驚喜和變革,推動人工智能技術(shù)邁向新的高度。

八、結(jié)語:AI 未來的無限可能

DeepSeek 憑借其獨(dú)特的 Transformer 架構(gòu)和混合專家架構(gòu),搭配多頭潛在注意力機(jī)制、無輔助損失負(fù)載均衡、多 Token 預(yù)測以及 FP8 混合精度訓(xùn)練等關(guān)鍵技術(shù),在模型訓(xùn)練和推理過程中展現(xiàn)出了卓越的性能。其創(chuàng)新的訓(xùn)練策略,如知識蒸餾、純強(qiáng)化學(xué)習(xí)的嘗試以及多階段訓(xùn)練和冷啟動數(shù)據(jù)的運(yùn)用,不僅提升了模型的能力,也為 AI 領(lǐng)域的研究和發(fā)展提供了新的思路和方法。

與其他模型相比,DeepSeek 在性能、成本和中文處理能力等方面都具有顯著的優(yōu)勢,這使得它在金融、科研、教育、商業(yè)等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了令人矚目的成果。展望未來,DeepSeek 有望在多模態(tài)融合和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等技術(shù)創(chuàng)新方面取得更大的突破,進(jìn)一步拓展其在各個行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用,為推動 AI 技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。

AI 的發(fā)展日新月異,DeepSeek 只是這個蓬勃發(fā)展領(lǐng)域中的一個代表。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新,我們有理由相信,AI 將在未來的生活中扮演更加重要的角色,為我們帶來更多的驚喜和改變。讓我們共同期待 AI 的美好未來,見證它如何繼續(xù)重塑我們的世界。