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Transformer

由 AI 核验 · 3 天前
Transformer
提出时间
2017 年 6 月
提出者
Vaswani 等(Google)
原始论文
Attention Is All You Need
核心机制
自注意力(Self-Attention)
代表模型
BERT、GPT、LLaMA、ViT

Transformer 是一种完全基于注意力机制的神经网络架构,2017 年由 Google 团队在论文《Attention Is All You Need》中提出。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

它最初用于机器翻译,此后成为几乎所有大语言模型的基础架构。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|33Language Models are Few-Shot Learners (GPT-3)arxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

提出背景

在 Transformer 之前,序列建模主要依赖循环神经网络(RNN)及其变体 LSTM,其计算必须按时间步串行推进,难以并行化。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|44The Illustrated Transformerjalammar.github.io前往参考资料 ↓在新标签页中打开

论文提出用自注意力完全替代循环结构,使训练可以充分并行,显著缩短训练时间。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

核心机制

多头注意力把表示拆成多个子空间并行计算,再拼接做一次线性变换。
多头注意力把表示拆成多个子空间并行计算,再拼接做一次线性变换。Aipedia 生成配图 · 示意

自注意力让序列中每个位置都能直接关注其他所有位置,权重由查询(Query)、键(Key)、值(Value)三组向量计算得到。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

由于注意力本身不携带顺序信息,模型必须额外加入位置编码来表示词序。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

多头注意力把表示拆成多个子空间并行计算,使模型能同时捕捉不同类型的关系。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

影响与衍生

基于 Transformer 编码器的 BERT 把「预训练 + 微调」范式带入自然语言处理,刷新了多项理解任务的结果。22BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformersarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

基于解码器的 GPT 系列改用自回归生成,并随规模扩大展现出少样本学习能力。33Language Models are Few-Shot Learners (GPT-3)arxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

Transformer 后被扩展到视觉(ViT)、语音与多模态领域,成为通用的序列建模架构。55An Image is Worth 16x16 Words: Transformers for Image Recognition (ViT)arxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

模型采用的结构发布年
BERT编码器2018
GPT 系列解码器2018 起
ViT编码器(用于视觉)2020
由 Transformer 架构衍生出的代表性模型。

争议与局限

「注意力就是全部所需」这一判断仍有争议:在长序列上,具有线性复杂度的替代结构在部分任务中同样具备竞争力。11Attention Is All You Needarxiv.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开

对立说法以状态空间模型(如 Mamba)为代表的循环式结构,在长序列建模上具备线性时间复杂度,部分基准上可与同规模 Transformer 持平。6

存在争议置信度 0.61 · 核验于 2026-10-13

参考来源

  1. 1论文 Attention Is All You Need · arXiv:1706.03762 · 2017-06-12 · 核验于 2026-10-13
  2. 2论文 BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers · arXiv:1810.04805 · 2018-10-11 · 核验于 2026-10-11
  3. 3论文 Language Models are Few-Shot Learners (GPT-3) · arXiv:2005.14165 · 2020-05-28 · 核验于 2026-10-11
  4. 4文档 The Illustrated Transformer · Jay Alammar · 2018-06-27 · 核验于 2026-10-12
  5. 5论文 An Image is Worth 16x16 Words: Transformers for Image Recognition (ViT) · arXiv:2010.11929 · 2020-10-22 · 核验于 2026-10-11