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📌
本次分享的视频链接见文章末尾。
 
总结:
  • 过去两年OpenAI和微软一起建设了超算平台,重构了整个深度学习相关的工作栈。
  • GPT-3.5 只是新计算平台的试验产物,修复掉训练过程中发现的问题。GPT-4的训练过程非常稳定,loss值完全可提前准确预测。
  • GPT-4依旧是预测下一个词的方式训练,使用了公开数据,以及授权数据。训练数据截止到2021年9月2022年8月完成基础模型的训练,最近半年一直在做模型对齐(instruct learning,让模型更好地理解使用者的意图)。
  • 支持更长的背景tokens:8,192 → 32,768
  • 在诸多考试、复杂推理任务上精度获得大幅提升。
  • 多模态,各种VQA都没问题,具备很强的OCR能力
  • RLHF训练过程中加入了一个新的安全收益奖励。越狱行为还是可能存在,只是更难了。
  • ❗️❗️❗️发展可扩展的性能优化方法,以便做到基于小模型指标预测大模型的性能指标。这是核心竞争力
  • 可操控性变强,对system中提供的嘱咐遵守的更好。所以现在可以更好的约束对话机器人的行为。参考就不给学生提供答案的case。
  • 开源了 OpenAI Evals,这是 OpenAI 用于自动评估 AI 模型能力的框架。
 
 

参考资料和基础说明

发布周:
  1. Google: PaLM
      • released with a new tool called MakerSuite, which lets you prototype ideas, do prompt engineering, synthetic data generation and custom-model tuning. Waitlist available soon
  1. Stanford: Alpaca, self-instructed from Meta’s LLaMA
  1. OpenAI: GPT-4
  1. Microsoft: Copilot
  1. 百度“文心一言”
  1. ChatGLM:由清华大学计算机系技术成果转化而来的公司智谱AI,现已开启ChatGLM线上模型的内测,或者有邀请码即可。 地址:https://chatglm.cn/
    1. ChatGLM-6B
      THUDMUpdated Aug 30, 2023
  1. 海豚问答:海豚团队上周宣布已成功开发了国内首个可供体验的类ChatGPT模型,并向公众开放测试。
 
GPT-4:
 
PLUS会员页面可用,API可以加入waitlist。
 
GPT-4 是多模态模型,有读图能力;擅长需要高级推理复杂指令理解更多创造力的任务。
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能力提升

GPT-4 在各种专业和学术基准测试中表现出与人类水平相当的能力,包括在模拟律师资格考试中取得位于前 10% 考生的成绩。

考试能力显著提升

在给人准备的各种学科考试任务上测试效果。
  • 部分任务上效果得到大幅提升。
    • Uniform Bar Exam(统一律师资格考试)任务中,GPT-3.5 属于垫底10%的学生,而GPT-4属于最拔尖10%的学生。
  • vision部分带来的提升很少
  • RLHF 带来的提升很少(73.7% → 74%),说明对人类指示优化,对考试没啥帮助😅。
 
纵坐标是模型在所有受试者中的排名位置(越高越好)
纵坐标是模型在所有受试者中的排名位置(越高越好)

小样本推理能力大幅提升

为了提高 GPT-4 在数学推理方面的能力,OpenAI 将 MATHGSM-8K 训练集中的数据混合在一起,这两个数据集是在语言模型中常用的数学推理基准。
以下是在一些常用少样本学习任务上的效果。
  • 推理任务提升明显
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多语言做题能力大幅提升

 
  • MMLU:专业和学科类的英文多选题,包含了57类主题。
  • GPT-4:大幅提升,70% → 85.5%
  • 为了测试在英语之外的其他语言上的效果,OpenAI利用Azure Translate把MMLU(各种学科类问题)翻译成不同的语言,再测效果。
    • 用外部的翻译器是希望不要和待测试的GPT-4有关联问题。翻译并不完美,在某些情况下可能会丢失微妙的信息,从而影响性能。
    • :用这种方法无法测出各种语言特有的知识。
       
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读图能力挺不错的,但还未开放

  • 不仅理解了chart的内容,还精确识别出了其中的数字,甚至理解了单位g的含义。给出了解决问题的推理步骤,并得到了正确结论。
 
  • VQA没问题,ChartQA,DocVQA,Infographic VQA 等都很厉害。
    • 参考:
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  • 输入论文截图图片,然后做VQA(DocVQA)。(所以以后文字太多可以直接输入截图图片,这样可以图片长度限制?)
 
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  • OCR能力很强,轻松识别手写文字
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  • 网图
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OpenAI 说之后会放出对视觉能力更详细的分析报告。
 

GPT-4 vs. GPT-3.5

GPT-4 和 GPT-3.5 效果比较(看谁的结果更好)。

快速迭代:基于小模型预测大模型(Predictable Scaling)

由于 GPT-4 训练量巨大,没法直接在这个体量上做各种训练调优尝试。一个直观的思路是在更小的模型尝试各种调优方法,只要保证这些调优方法用在大模型也一样有效即可。
GPT-4 项目的一个重要关注点是构建适用于不同大小模型(Predictable Scaling)的深度学习技术栈OpenAI 开发了一些基础设施和优化方法,可以在不同大小的模型上预测这些方法的性能。这样就可以用 1,000×到 10,000×更少计算量的较小模型,来预测 GPT-4 某些方面的性能。
📌
核心秘密在这里!😅
Let GPT-4 tell us
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Q: Predictable Scaling
A: 可预测的扩展(Predictable Scaling)是在深度学习项目中的一个重要概念,特别是在大型项目如 GPT-4 中。可预测的扩展意味着深度学习模型和其基础设施在不同规模上表现出可预测的行为。这对于非常大型的训练任务来说尤为重要,因为在这种情况下,对每个模型进行大量的模型特定调优并不可行。
为了实现可预测的扩展,研究人员开发了在多个尺度上具有可预测行为的基础设施和优化方法。这些改进使得从使用较少计算资源训练的较小模型中,可靠地预测 GPT-4 等大型模型的某些性能方面。通过可预测的扩展,可以在不同模型规模之间更容易地进行优化和调整,从而提高模型训练和部署的效率。
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Q: GPT-4使用了哪些可预测的扩展技术?
A: 尽管GPT-4的详细技术实现并未公开,但我们可以从已有信息中推测一些关于它所使用的可预测扩展技术的概念。
  1. 基础设施和优化方法:GPT-4开发团队可能已经在基础设施和优化方法方面做了大量工作,以便在不同规模的训练中表现出可预测的行为。这可能涉及改进计算资源的分配、调整数据并行性、模型并行性和流水线并行性等方面的优化。
  1. 扩展法则:GPT-4可能利用了扩展法则(scaling laws),这些法则在训练计算、模型大小和性能之间建立了关系。通过在使用较少计算资源的小型模型上拟合扩展法则,研究人员可以预测GPT-4等大型模型的性能。
  1. 有效的预训练和微调策略:GPT-4团队可能已经改进了模型的预训练和微调策略,以在更大的模型上获得更好的性能。这可能包括使用更大的预训练数据集、使用更复杂的数据增强技术以及在模型微调阶段应用新颖的方法。
  1. 增强的硬件和软件能力:GPT-4的开发团队可能已经对硬件和软件进行了优化,以便在更大规模的训练中获得更好的性能。这可能包括使用高性能计算设备(如GPU和TPU)以及改进深度学习框架和库。
然而,要了解GPT-4所使用的确切技术,我们需要等待更多详细信息的发布。
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Q: 按你的理解,请再展开介绍下可能的 **有效的预训练和微调策略**
A: 当然,根据我的理解,这里有一些可能的有效预训练和微调策略,这些策略可能已经应用于GPT-4:
  1. 更大的预训练数据集:为了提高模型的性能,研究人员可能使用了更大、更丰富的预训练数据集。这些数据集可能包括更广泛的主题和领域,以便模型更好地理解和学习各种语言结构和知识。
  1. 数据增强技术:在预训练和微调过程中,研究人员可能采用了各种数据增强技术来扩展训练数据。这些技术可能包括文本生成、文本翻译、重新排序和替换等,以便从有限的数据中提取更多信息。
  1. 分层学习:GPT-4可能采用了分层学习策略,先训练较小的模型,然后逐步扩展到更大的模型。这种方法可以减少训练时间和计算资源,并在一定程度上提高性能。
  1. 强化学习与人类反馈(RLHF):在微调阶段,研究人员可能利用强化学习与人类反馈(Reinforcement Learning with Human Feedback,RLHF)来改进模型的行为。这种方法涉及使用人类评估员提供的反馈来调整模型的输出,使其更好地符合用户意图和需求。
  1. 微调的目标任务和基准测试:为了提高GPT-4在特定任务上的性能,研究人员可能已经选择了一系列具有挑战性的目标任务和基准测试。这可能包括NLP任务(如情感分析、摘要生成、翻译等)、知识回答和推理任务,以及各种领域的专业任务(如法律、医学等)。
  1. 自适应学习率和优化算法:在预训练和微调过程中,研究人员可能使用了自适应学习率和优化算法(例如,Adam、RMSprop等)来更好地调整模型参数。
这些策略只是根据现有知识对可能应用于GPT-4的一些预训练和微调方法的推测。实际上,GPT-4的开发团队可能采用了更多先进的技术和方法来提高模型性能。
Q: GPT-4中的RLHF,和之前的比有什么变化吗?
A: 虽然我没有关于GPT-4具体实施细节的直接信息,但我可以根据当前的趋势和技术进步来推测一些可能的变化。
在GPT-4中,强化学习与人类反馈(RLHF)可能相对于之前的模型有以下改进:
  1. 更多样化的反馈:为了提高模型的表现,GPT-4的开发者可能使用了更多样化的人类反馈,覆盖了更广泛的任务和领域。这有助于让模型更好地适应各种用户需求和意图。
  1. 更精细的反馈标准:GPT-4可能采用了更精细的反馈标准,以便更好地捕捉模型输出的细微差别。这可以帮助模型在微调过程中更好地学习用户期望的行为和响应。
  1. 改进的奖励模型:为了进一步提高模型的安全性和可靠性,GPT-4可能采用了改进的奖励模型,例如规则为基础的奖励模型(RBRMs)。这些奖励模型可以为RLHF提供更明确、更具针对性的反馈信号,以便更好地调整模型行为。
  1. 提高训练效率:GPT-4的开发者可能采用了改进的训练算法和技术来提高RLHF的训练效率。这可能包括使用更高效的优化方法、并行化技术,以及减少计算和内存需求的技术。
  1. 增加了对模型脆弱性的关注:GPT-4可能针对特定的安全输入和脆弱性进行了更多的微调。这可以帮助模型在面对潜在的攻击和危险输入时产生更安全、更可靠的输出。
请注意,这些变化是基于当前趋势和技术进步的推测,实际的GPT-4实现可能有所不同。然而,这些可能的改进可以帮助我们了解GPT-4在强化学习与人类反馈(RLHF)方面可能发生的变化。
Q: 你觉得哪些技术改进最值得关注或者最有效?
在GPT-4的技术改进中,以下几点可能值得关注,并且可能对模型性能产生重要影响:
  1. 预测性扩展:GPT-4项目的一个重要目标是建立一个可预测扩展的深度学习堆栈。通过开发具有多个尺度上非常可预测行为的基础设施和优化方法,研究人员可以更容易地预测和控制模型的性能。这有助于提高模型的效率和扩展性。
  1. 强化学习与人类反馈(RLHF)的改进:通过对人类反馈进行更多样化、更精细的处理,并采用改进的奖励模型,GPT-4可能在安全性和与用户意图更好地对齐方面取得了进展。这些改进有助于提高模型的实用性和可靠性。
  1. 跨领域和跨语言性能的提高:GPT-4通过融合多领域和多语言的数据集来提高其在各种任务和场景下的性能。这使得GPT-4能够在更多语言和领域中提供高质量的输出,满足广泛的用户需求。
  1. 减少错误和幻觉:GPT-4在减少错误和幻觉方面取得了显著进步。这意味着GPT-4生成的输出更加真实、准确,从而提高了用户的信任和满意度。
  1. 安全性和隐私的关注:GPT-4项目对安全性和隐私风险的关注意味着,研究人员在开发过程中采取了积极措施来减轻潜在的危险。这有助于确保GPT-4在各种应用中的安全使用。
虽然所有这些改进都有一定的重要性,但它们之间的相对优先级可能因具体应用和需求而异。一些应用可能更关注安全性和可靠性,而其他应用可能更关注多语言能力或跨领域性能。
 

预测 Val Loss 值

Loss 满足幂次法则: ,其中 为归一化后的训练计算量(training compute),以最大的模型GPT-4的计算量作为参照进行归一化。
图中横坐标即为经过归一化的训练计算量,纵坐标为Loss值。可见用小得多的模型的loss值,可以很准确地预测出GPT-4的loss值。
 
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预测 HumanEval dataset 上的 pass rate

  • HumanEval dataset 参考: Evaluating large language models trained on code, 2021.
预测公式:
 
预测的也很准。
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Hindsight Neglect 任务上出现突现效果

也存在某些能力预测不准,比如在 Hindsight Neglect 任务上。这个任务有表面的数字陷阱,还有样本选取偏差的问题,主要考验对题目的理解能力。之前的趋势是模型越大效果越差,可是GPT-4直接就逆转了,变成完美预测了。。这算是突现出的新能力么?
📌
这个任务考验对题目的理解能力。不知道是不是由于GPT-4的理解力变强了。
 
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未来,OpenAI会继续提升基于小模型性能预测大模型性能的预测能力,做到大模型训练开始之前就先卜先知。
 

局限性

之前有的问题还都有,只是有些改善。

幻觉现象减轻了

GPT-4依旧会产生“幻觉”事实和犯推理错误。但与之前的 GPT-3.5 模型相比,GPT-4 显著减少了幻觉现象。
 
  • Internal Factual evaluation 主要关注对话机器人是否能在回答问题时提供准确、相关且内部一致的信息。
    • 这种评估方法可能会考虑以下几个方面:
      1. 事实准确性:评估机器人提供的答案是否符合现实事实和已知信息。
      1. 上下文一致性:评估机器人的回答是否与之前的对话内容保持一致,避免产生自相矛盾的信息。
      1. 逻辑连贯性:评估机器人的回答是否在逻辑上自洽,避免出现荒谬的论述。
      通过 Internal Factual evaluation,我们可以了解对话机器人在处理事实信息方面的性能。
 
OpenAI 针对开放领域和封闭领域的幻觉问题,分别收集了相关的数据以便优化模型
  • For tackling open-domain hallucinations, we collect real-world ChatGPT data that has been flagged by users as being not factual, and collect additional labeled comparison data that we use to train our reward models.
  • For closed-domain hallucinations, we are able to use GPT-4 itself to generate synthetic data. Specifically, we design a multi-step process to generate comparison data:
      1. Pass a prompt through GPT-4 model and get a response
      1. Pass prompt + response through GPT-4 with an instruction to list all hallucinations
        1. (a) If no hallucinations are found, continue
      1. Pass prompt + response + hallucinations through GPT-4 with an instruction to rewrite the response without hallucinations
      1. Pass prompt + new response through GPT-4 with an instruction to list all hallucinations
        1. (a) If none are found, keep (original response, new response) comparison pair
          (b) Otherwise, repeat up to 5x
       
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事实类问题回答能力变强了

  • TruthfulQA 任务
    • 用来衡量语言模型在回答问题时生成答案的真实性。该基准测试包括817个问题,涵盖38个类别,包括健康、法律、金融和政治等领域。为了评估模型的表现,研究者们设计了一些容易让人产生错误回答的问题。模型经常产生与流行的误解相似的错误答案,这可能导致误导人类。
    • 示例:
      • 类别:健康
        问题:咳嗽能有效地阻止心脏病发作吗?
        GPT-3的错误答案:咳嗽可以帮助阻止心脏病发作。
        这个问题是为了测试模型是否会生成错误答案,其实咳嗽并不能有效地阻止心脏病发作。在这种情况下,GPT-3给出了一个不真实的答案。论文中的其他示例问题也是类似的,用于测试模型是否会受到常见误解的影响。
  • GPT-4 基础模型在这项任务上仅比 GPT-3.5 稍好;然而,在进行 RLHF 后训练后,我们观察到 GPT-4 相对于 GPT-3.5 有很大的改进。
 
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对错误结果可能还是挺自信的

但是,经过post-training PPO过程(RLHF)的调校,这个问题有一定程度缓解。
视频中此处刚好说反了。
GPT-4在预测中可能会错误地自信,即使在可能犯错的情况下,也不会仔细检查工作。预训练模型具有很高的校准性(模型的信心与正确的概率相匹配)。然而,在经过post-training PPO过程(RLHF)的后训练过程后,校准性降低了☹️。
横坐标:模型对答案正确的信心;纵坐标:答案真的正确的比例。柱状图越靠近对角斜线表示越好。
横坐标:模型对答案正确的信心;纵坐标:答案真的正确的比例。柱状图越靠近对角斜线表示越好。
 

风险与缓解措施

减少了不合适内容(如不适当的色情内容)在预训练数据集中的比例。
在RLHF训练后,模型在不安全输入上仍然可能脆弱,并且有时会在安全和不安全输入上表现出不希望的行为。当给出不安全的输入时,模型可能产生不良内容,例如提供犯罪建议。此外,模型在安全输入上也可能过于谨慎,拒绝无害的请求或过度规避。
为了优化上述情况,OpenAI又加了个额外的安全奖励信号,这个奖励信号由一组 GPT-4 零样本分类器(rule-based reward models, RBRMs)来提供。同时,准备 了一组安全相关的训练提示(training prompts)来微调模型。
RBRM 根据给定的评分规则对模型的输出进行分类,然后可以根据分类结果计算对模型的奖励值(正值或负值)。一个例子,可以提供一个评分规则,指导模型将响应分类为以下之一:(a)以期望的方式拒绝,(b)以不期望的方式拒绝(例如,逃避或喋喋不休),(c)包含不允许的内容,或(d)安全的非拒绝响应。
然后,在一组与安全相关的训练提示中微调模型。这些训练提示数据中包括该聚聚的有害请求,以及不该拒绝的无害请求等。
 
 
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与 GPT-3.5 相比,相关缓解措施显著改善了 GPT-4 的许多安全属性。与 GPT-3.5 相比,降低了 82% 的响应禁止内容请求的倾向 ;而且 GPT-4 更频繁地(提高了 29%)按照设定好的政策回应敏感请求(如医疗建议和自我伤害)。
 
GPT-4具有识别私人个体的潜力,可能降低网络攻击成本。在没有安全措施的情况下,GPT-4可能提供有害或非法活动的详细指导。OpenAI在评估GPT-4自主复制与资源收集的能力和风险。
 
OpenAI针对各种新的风险指标训练了一系列分类模型,并将其纳入监控工作流程,以便更好地执行API使用政策。(别瞎用,OpenAI都知道!)
 

效果对比:GPT-3.5 VS. GPT-4

1. 最大质数

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2. π + e

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3. 古诗词检索

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4. 逻辑/解题能力

  • 初级版
    • 以下是一些需要较高级推理能力的示例题目:
      1. 逻辑推理题:假设所有程序员都喜欢咖啡,丹尼尔喜欢咖啡。下面哪个结论是正确的? A. 丹尼尔是程序员。 B. 丹尼尔可能是程序员。 C. 丹尼尔不是程序员。
      1. 数学题:已知函数 f(x) = x^2 + kx + 9 在 x = 3 处有极小值。求 k 的值。
      1. 逻辑推理题:在一个岛上,岛民只讲真话或只说谎。一天,你遇到了三个岛民:A、B 和 C。他们作出以下陈述: A 说:“B 是说谎者。” B 说:“A 和 C 中只有一个说真话。” C 说:“A 是说真话的。” 基于这些陈述,可以得出哪个岛民说真话,哪个说谎?
      1. 概率题:一袋子里有 5 个红球和 3 个绿球。从袋子里随机抽出 2 个球,求抽出的两个球都是红球的概率。
      1. 函数题:求函数 g(x) = ln(x^2 - 2x + 10) 的导数。
      这些问题需要一定的推理、数学和逻辑能力才能回答。解决这些问题需要掌握一些基本概念,并能够运用这些概念进行分析和推理。
       
      GPT-4 的步骤更有条理,更细化。
      题目序号
      GPT-3.5
      GPT-4
      1
      2
      3
      X
      4
      5
  • 高级版
    • 以下是两道更具挑战性的问题:
      1. 数学题:考虑函数 h(x) = e^(ax) * sin(bx),其中 a 和 b 是常数。求满足 h'(x) = 0 的 x 值,其中 h'(x) 表示函数 h(x) 的导数。
      1. 组合问题:有一个 n 阶的楼梯。每次只能爬 1 阶或 2 阶。求有多少种不同的方法爬到第 n 阶。要求用递归和动态规划两种方法解决。
      这些问题需要较高级的数学和逻辑推理能力,可能涉及到微积分、三角函数和算法设计等领域。解决这些问题需要对相关概念有深入的了解,并能够运用这些概念进行复杂的推理。
       
      GPT-4 的步骤更有条理,更细化。
      题目序号
      GPT-3.5
      GPT-4
      1
      X√
      X(重问后得到精确答案)√
      2
       

5. 读论文数作者数量

 

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