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【LLM】Coursera Generative AI with Large Language Models - Week 1

2023/08/06に公開
coursera
LLM
tech

Introduction to LLMs and the generative AI project lifecycle

Course Introduction

  • Andrew Ng先生
  • AWSのエキスパート3人が解説
  • prompt engineering から fine tuningまで学べる
  • 実習はAWSの無料枠で完結する

Introduction Week 1

  • transformerがすごい、という会話

Generative AI & Models

学術界での定義

  • promptのことをcontext windowと呼ぶ
  • modelへのinput, outputのことをcontext, completionと呼ぶ
  • この授業ではfine tuningの方法も学べる

LLM use cases and tasks

  • LLMは会話のみならず、伝統的な言語タスクもできる
    • 翻訳
    • 文章生成
    • コーディング
    • named entity recognition
  • week3で外部APIとの接続を学ぶ
  • パラメータが増えると、モデルの主観的な理解力(基礎力みたいなもの)も向上する
    • subjective understainding of languages processes, reasons, and solves the tasks
  • week2でsmaller modelのfine tuningの方法を学ぶ
  • ここ数年のLLMの進展はアーキテクチャがキーだった

Text generation before transformers

  • Text generation before transformers | Coursera
  • transformerの前はRNNが使われていた
  • RNNの欠点はスケーラビリティ。多くの計算リソースとメモリが必要だった。
  • transformerにより、そのスケーラビリティの問題が解決され、大きなデータセットで大きなモデルが作れるようになった
    • マルチコアGPU
    • 入力データの並列化

Transformers architecture

  • Transformers architecture | Coursera
  • Self Attentionによりモデルの言語理解が向上した
    • Self Attention: 入力された文における単語の関係の強さを全て学習する機構
  • transformerのアーキテクチャは2つのパーツに分けられる。EncoderとDecoder
  • inputsは数字なので、文字をtokenizeする必要がある
    • tokenizerの選択はモデル設計の1種
  • tokenizeされたinputはembeddingになる
    • original paperでは512次元
    • embeddingは単語単体の意味を表すようなベクトル
  • positional encoding
    • 単語の順番をモデルが理解できるようにするための仕組み
  • multi head attention
    • 1つのself attentionでは、単語の関係性を1つしか学習できない
    • multi head attentionでは、複数のattentionを学習することで、複数の単語の関係性を学習できる
    • 例
      • 文の人物の関係
      • 単語の韻
      • activity(?)
  • softmax
    • tokenizer内の単語の数だけの次元を持つベクトル
    • その中で最も大きい値を持つ次元が、モデルが出力する予測単語

Generating text with transformers

  • Generating text with transformers | Coursera
  • Encoderのoutputとtokenizedされたinputを1wordずつ入力として受け付け、Decoderは次の単語を予測する
    • e.g. Frenchへの翻訳
      • tokenized: English sentence
      • encoder's output: english sentence全体の意味や構造
  • Encoder単体の学習も昔はされていた. encoderのoutputに分類層をつける。
    • sentiment分析.
    • BERT
  • Encoder-Decoder modelの方が翻訳はうまくいく
    • inputとoutputの出力次元が異なってもいいので
    • テキスト生成にも向いてる
    • BART
  • 最近はDecoder-only modelが主流
    • GPT
    • LLaMa
    • BLOOM
    • Jurassic

Prompting and prompt engineering

  • Prompting and prompt engineering | Coursera
  • in-context learning(ICL): context window (prompt) に問いだけでなく、同形式の問いと答えのペアを入れることで推論性能を向上させるテクニック
  • zero shot inference
    • 問い + 補足情報 + 答えの形式
    • 追記:
      • 答えの形式は、例えば、"Summary: "とか。
      • 仮に問いに"Summarize the following sentences"と書いてあったとしても、"Summary: "を付加することで改善することがある
  • one shot inference
    • (問い + 補足情報 + 答え) * 1 + (問い + 補足情報 + 答えの形式)
  • few shot inference
    • (問い + 補足情報 + 答え) * N + (問い + 補足情報 + 答えの形式) (N>=2)
  • smaller modelの方がone, few shot inferenceで改善しやすい

Generative configuration

  • Generative configuration | Coursera
  • Inference parameters: 推論時に関係があるパラメータ
    • max new tokens : 生成するtoken数
      • stop tokenが出たらmaxまでいかないこともある
    • greedy decoding: 予測単語の中で最も確率が高いものを選ぶ
      • 最もよく使われる設定だが、単語の繰り返しを起こしやすくなる
      • 短文生成には向いている
    • random sampling: softmaxの確率に従ってランダムに単語を選ぶ
      • top k sampling: softmaxの確率が高い上位k個の単語からsampling
      • top p sampling: softmaxの確率が高い上位p%の単語からsampling
      • temperature: softmaxの確率分布を変化させる
        • 高いと峰が低く、低いと峰が高くなる
        • ランダム性(creativeness)を高くしたければ高く設定すればよい
    • ※太字が一般的に設定できるパラメタ
    • 疑問: kとpを併用しているときってand条件?
  • temperatureの例

Generative AI project lifecycle

  • Generative AI project lifecycle | Coursera
  • Lifecycleの全体像
  • Scope
    • modelに対してどういう要求があるのかを定義する
      • どのタスク?
      • であればどのサイズのモデル?
    • compute costの低減にも寄与する
  • Select
    • from scratchで作るか、ありもののmodelを使うか？を考える
    • 判断基準はweek1の後ほどで解説
  • Adapt and align model
    • trainingのようなstep
    • Prompt engineering(one or few shot inference)
      • 初手としてとりあえず実施
    • fine-tuning
      • prompt engineeringでうまくいかなかったら実施
      • 方法はweek2で学ぶ
    • align with human feedback
      • 人間の好み(preference)に従っているかを保証するstep
      • reinforcement learning with human feedback (RLHF) を実施する
      • RLHFはweek3で学ぶ
    • evaluation
      • 推論や振る舞いの良さの評価
      • 指標についてはweek2で学ぶ
    • このstepはiterative
      • Fine-tuningの実施後、prompt-engineeringを実施して、また評価、といった具合
  • Application integration
    • modelを推論に最適化
    • additional infraの構築
      • tendency
      • complex reasoning
      • complex mathmatics
      • に対応する

Introduction to AWS labs

Lab 1 walkthrough

  • Lab 1 walkthrough | Coursera
  • Jupyterで要約タスクのprompt engineering
  • 扱うモデルは FLAN-T5
  • zero-shot inferenceの実行
  • zero-shot inferenceで答えの形式を変えて実行
  • one-shot inferenceの実行
  • few-shot inferenceの実行
    • 発表者の経験的には、5 or 6 shot以上はあまり改善しない
    • このnotebookの例でも、one-shotで十分（2-shotでもあまり改善していない）
  • inference parameterを変えた推論の実行

感想

  • 誰から・何で学んだは重要かも
    • スタンダードな教材・有名な先生で学ぶのはその分野の共通言語を学ぶことになっている気がする

LLM pre-training and scaling laws

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Discussion