But what is a GPT? Visual intro to transformers | Chapter 5, Deep Learning

3Blue1Brown
1 Apr 202427:14

TLDRBài tập này giới thiệu về GPT và Transformer, mô hình học máy cốt lõi của AI hiện đại. Từ việc giải thích cách mô hình được đào tạo và sử dụng để tạo văn bản mới, đến cách hoạt động của các mô-đun nhúng và chú ý, video giải thích chi tiết quá trình xử lý dữ liệu bên trong một Transformer. Nó cũng trình bày cách mô hình dự đoán từ tiếp theo dựa trên ngữ cảnh và cách tạo ra phân phối xác suất cho các từ có thể xuất hiện. Ngoài ra, còn đề cập đến ứng dụng của Transformer trong các công cụ như ChatGPT và ảnh hưởng của nó đến các lĩnh vực khác như dịch ngôn ngữ và tạo hình ảnh.

Takeaways

  • 😀 GPT là viết tắt của 'Máy biến đổi Sáng tạo được Đào tạo trước', là một loại bot được đào tạo để tạo ra văn bản mới.
  • 🔍 GPT được huấn luyện trên một lượng lớn dữ liệu và có khả năng tinh chỉnh trong các nhiệm vụ cụ thể thông qua đào tạo bổ sung.
  • 🌟 Transformer là một mô hình học máy cốt lõi trong sự bùng nổ của AI hiện nay, được giới thiệu lần đầu bởi Google vào năm 2017.
  • 📚 Video và các chương tiếp theo sẽ giải thích hình ảnh về những gì xảy ra bên trong Transformer, theo dõi dữ liệu và thực hiện từng bước một.
  • 🎨 Dolly và Midjourney, những công cụ gây bão trên toàn thế giới vào năm 2022, đều dựa trên cơ chế Transformer để mô tả văn bản và tạo hình ảnh.
  • 🤖 GPT-3, một phiên bản lớn hơn của GPT, có khả năng tạo ra câu chuyện hợp lý và tương tác như một chatbot dựa trên mô hình ngôn ngữ.
  • 📝 Kỹ thuật nhúng từ là quá trình biến các từ thành vectơ trong không gian có chiều cao, giúp mô hình hiểu ngữ nghĩa và ngữ cảnh.
  • 🧠 Ma trận nhúng và ma trận Hủy nhúng là hai thành phần quan trọng của mô hình, chứa tổng cộng khoảng 1 tỷ 300 triệu tham số trong GPT-3.
  • 🔢 Softmax là hàm dùng để biến một chuỗi số thành phân phối xác suất, giúp mô hình đưa ra dự đoán dựa trên các giá trị đã được chuẩn hóa.
  • 🔄 Quá trình dự đoán và lấy mẫu lặp lại là cơ chế chính khi tương tác với ChatGPT hoặc các mô hình ngôn ngữ lớn, tạo ra từng từ một.
  • 🔑 Kỹ thuật học sâu và lan truyền ngược là nền tảng cho việc huấn luyện các mô hình như Transformer, yêu cầu tuân theo định dạng và cấu trúc nhất định.

Q & A

  • GPT là gì và nó được sử dụng cho mục đích nào?

    -GPT là viết tắt của 'Máy biến đổi Sáng tạo được Đào tạo trước', là một loại bot được sử dụng để tạo ra văn bản mới. Nó được đào tạo để học từ một lượng lớn dữ liệu và có thể được tinh chỉnh trong các nhiệm vụ cụ thể bằng cách đào tạo bổ sung.

  • Transformer là gì và tại sao nó quan trọng?

    -Transformer là một loại mạng thần kinh, một mô hình học máy, và là phát minh cốt lõi tạo nền tảng cho sự bùng nổ AI hiện nay. Nó cho phép mô hình giao tiếp với dữ liệu và thực hiện các dự đoán dựa trên ngữ cảnh.

  • Các công cụ như Dolly và Midjourney dựa trên nguyên lý gì?

    -Công cụ như Dolly và Midjourney dựa trên nguyên lý của Transformer. Chúng có khả năng mô tả văn bản và tạo ra hình ảnh, hoạt động dựa trên mô hình học máy để xử lý và tạo nội dung mới.

  • Transformer được giới thiệu lần đầu tiên bởi Google vào哪一年?

    -Transformer được giới thiệu lần đầu tiên bởi Google vào năm 2017, và ban đầu được phát minh để dịch văn bản từ ngôn ngữ này sang ngôn ngữ khác.

  • Lý do cuối cùng của mô hình dự đoán tại sao lại quan trọng?

    -Lý do cuối cùng của mô hình dự đoán quan trọng vì nó giúp mô hình đưa ra dự đoán cho những gì xảy ra tiếp theo trong đoạn văn, dưới dạng phân bố xác suất trên nhiều đoạn văn bản khác nhau có thể theo sau.

  • Việc dự đoán từ tiếp theo có khác biệt gì so với tạo văn bản mới?

    -Dự đoán từ tiếp theo có vẻ khác biệt so với tạo văn bản mới, nhưng thực tế, mô hình dự đoán có thể tạo ra văn bản dài hơn bằng cách cung cấp đoạn mã ban đầu và lấy mẫu ngẫu nhiên từ phân phối mà nó tạo, sau đó kết hợp và chạy lại quá trình dự đoán mới.

  • Cách thức đầu vào được xử lý trong mô hình Transformer?

    -Đầu vào được chia thành các phần nhỏ gọi là mã thông báo, sau đó mỗi mã thông báo được liên kết với một vectơ để mã hóa ý nghĩa của phần đó. Các vectơ này có thể được coi là tọa độ trong không gian có chiều cao.

  • Khối chú ý trong Transformer có tác dụng gì?

    -Khối chú ý cho phép vectơ giao tiếp với nhau và truyền thông tin để cập nhật giá trị của chúng. Nó giúp tìm ra những từ nào trong ngữ cảnh có liên quan đến việc cập nhật ý nghĩa của những từ khác.

  • Việc sử dụng ma trận nhúng có ý nghĩa gì trongTransformer?

    -Ma trận nhúng là phần đầu tiên của mô hình, nó chứa các vectơ đại diện cho các từ trong từ vựng. Các vectơ này giúp mã hóa ý nghĩa của từ và là cơ sở cho việc mô hình học và hiểu ngữ cảnh.

  • Lý do đằng sau việc sử dụng softmax trong mô hình Transformer?

    -Softmax được sử dụng để biến một danh sách các số thành một phân phối xác suất hợp lệ, đảm bảo các giá trị nằm trong khoảng 0 đến 1 và tổng của chúng bằng 1, giúp mô hình đưa ra dự đoán chính xác về từ tiếp theo.

  • Nhiệt độ trong hàm softmax có tác dụng gì?

    -Nhiệt độ trong hàm softmax giúp điều chỉnh phân phối xác suất của từ. Khi nhiệt độ cao, phân phối sẽ đồng đều hơn, cho phép chọn từ ít có khả năng xảy ra. Khi nhiệt độ thấp, từ có xác suất cao hơn sẽ chiếm ưu thế.

Outlines

00:00

🧠 Introduction to GPT and Transformers

This paragraph introduces the concept of GPT, which stands for Generative Pre-trained Transformer, as a type of machine learning model trained on vast amounts of data to generate new text. It explains the significance of the Transformer model, which is central to the current AI boom, and the intention of the video series to visually explain the inner workings of a Transformer. The paragraph also touches on the versatility of Transformer models in various applications, such as generating images from text descriptions, and the foundational role of Transformers in tools like ChatGPT. The process of predicting text and generating new stories using GPT-2 and GPT-3 is also discussed, highlighting the iterative prediction and sampling process.

05:00

🤖 Deep Dive into Transformer Mechanics

The second paragraph delves into the mechanics of Transformers, starting with the breakdown of input data into smaller components called tokens. It discusses the encoding of these tokens into vectors and the process of passing them through attention blocks that allow for the updating of vector values based on context. The paragraph also explains the role of perceptron layers or feedforward networks in processing the vectors and the importance of understanding basic matrix operations. It sets the stage for a deeper exploration of the Transformer's initial and final sections and the fundamental concepts that are essential for any machine learning engineer working with Transformers.

10:02

📚 Machine Learning Foundations and Model Parameters

This paragraph focuses on the foundational concepts of machine learning, emphasizing the approach of using data to determine how a model operates. It explains the process of training models with adjustable parameters, such as weights in linear regression, to mimic behavior based on input-output examples. The paragraph also discusses the scalability of deep learning models, which have been proven to be highly expandable over decades, and the importance of the training algorithm called backpropagation. It touches on the need for models to adhere to a specific format to function effectively on a large scale and introduces the concept of tensors as multi-dimensional arrays of real numbers used in deep learning.

15:03

🔍 Exploring Embeddings and Vector Representations

The fourth paragraph explores the concept of embeddings, where words are transformed into vectors, a common method in machine learning used even before the advent of Transformers. It discusses the embedding process in the context of GPT-3, which uses a vocabulary size of 50,257 with 12,288-dimensional embeddings, resulting in over 617 million parameters. The paragraph illustrates the idea of embeddings as points in a high-dimensional space, where similar meanings tend to cluster together. It also touches on the model's ability to learn vector representations that capture semantic relationships between words, such as gender or familial relationships, and the use of vector arithmetic to explore these relationships.

20:03

📉 Understanding Context and Positional Encoding

This paragraph discusses the importance of context in language models, explaining how the initial vector representations of words can be enriched with contextual information as they pass through the network. It mentions the model's context size, which for GPT-3 is 2048, and how this limits the amount of text that can be considered when predicting the next word. The paragraph also explains the role of the final vector in the context in making predictions about the next tokens, and the use of a separate matrix to map these vectors to vocabulary values, introducing the concept of the 'Output Embedding' matrix.

25:07

🔧 Fine-Tuning Predictions with Softmax and Temperature

The final paragraph of the script explains the use of the Softmax function in normalizing raw logits into a valid probability distribution for predicting the next token. It introduces the concept of 'temperature' as a parameter that can adjust the randomness of the model's predictions, allowing for more diverse or more predictable outcomes. The paragraph also discusses the practical constraints of using different temperatures and the impact on the generated text's coherence and variety. It concludes with a teaser for the next chapter, which will focus on the attention mechanism, a fundamental part of the Transformer architecture.

Mindmap

Keywords

💡GPT

GPT là viết tắt của 'Generative Pre-trained Transformer', một mô hình học máy được sử dụng để tạo văn bản mới. Trong video, GPT được mô tả là một bot có khả năng tạo ra văn bản mới dựa trên dữ liệu đã được học trước đó, và là nền tảng quan trọng của các công cụ AI hiện đại.

💡Transformer

Transformer là một loại mạng thần kinh nhân tạo, được phát minh bởi Google vào năm 2017, và là cơ chế cốt lõi của sự bùng nổ AI hiện tại. Nó được sử dụng để dịch văn bản giữa các ngôn ngữ khác nhau và là nền tảng cho các công cụ như ChatGPT.

💡Đào tạo trước (Pre-trained)

Đào tạo trước đề cập đến quá trình học từ một lượng lớn dữ liệu trước khi được tinh chỉnh cho các nhiệm vụ cụ thể. Trong video, mô hình GPT được mô tả là đã được đào tạo trước để hiểu và tạo văn bản mới.

💡Mã thông báo (Embedding)

Mã thông báo là cách mã hóa ý nghĩa của các từ, ký tự hoặc các phần nhỏ của dữ liệu thông qua các vectơ số. Trong video, các từ được chuyển đổi thành vectơ mã thông báo để xử lý trong mô hình Transformer.

💡Khối chú ý (Attention block)

Khối chú ý là một thành phần quan trọng của mô hình Transformer, cho phép vectơ mã thông báo giao tiếp với nhau, cập nhật ý nghĩa dựa trên ngữ cảnh. Trong video, nó được mô tả là phần chịu trách nhiệm tìm kiếm và cập nhật ý nghĩa của các từ trong văn bản.

💡Perceptron nhiều lớp (Multi-layer perceptron)

Perceptron nhiều lớp là một loại mạng nơ-ron sâu, được sử dụng trong mô hình Transformer để xử lý vectơ mã thông báo một cách độc lập. Trong video, nó được đề cập dưới dạng một hoạt động khác giúp mô hình hiểu và dự đoán từ ngữ tiếp theo.

💡Softmax

Softmax là một hàm hoạt động trên một vectơ số để biến nó thành một phân phối xác suất. Trong video, Softmax được sử dụng để chuyển đổi các giá trị dự đoán thành phân phối xác suất cho các từ có thể xuất hiện tiếp theo.

💡Nhiệt độ (Temperature)

Nhiệt độ là một tham số trong hàm softmax, giúp điều chỉnh tính đa dạng của phân phối xác suất. Trong video, nó được sử dụng để mô tả cách tạo ra câu chuyện với mức độ ngẫu nhiên khác nhau.

💡Ma trận nhúng (Embedding matrix)

Ma trận nhúng là một ma trận chứa vectơ mã thông báo của tất cả các từ có thể trong từ vựng. Trong video, nó được sử dụng để chuyển đổi các từ thành vectô có thể được xử lý bởi mô hình Transformer.

💡Ma trận Hủy nhúng (Output embedding matrix)

Ma trận Hủy nhúng là ma trận được sử dụng để ánh xạ vectơ cuối cùng trong ngữ cảnh tới các mã thông báo có thể xuất hiện tiếp theo. Trong video, nó đóng vai trò quan trọng trong việc đưa ra dự đoán cuối cùng cho từ tiếp theo.

💡Tích vô hướng (Dot product)

Tích vô hướng là một phép toán giữa hai vectơ, được sử dụng để đo lường sự tương tự giữa chúng. Trong video, nó được đề cập như một cách để hiểu mối quan hệ giữa các từ trong không gian vectơ.

Highlights

GPT là viết tắt của Máy biến đổi Sáng tạo được Đào tạo trước, là một loại bot tạo ra văn bản mới.

Transformer là một mô hình học máy cốt lõi của sự bùng nổ AI hiện nay.

Các công cụ như Dolly và Midjourney dựa trên Transformer để mô tả văn bản và tạo hình ảnh.

Transformer ban đầu được Google giới thiệu vào 2017 cho dịch văn bản giữa ngôn ngữ.

Mô hình Transformer được đào tạo để tiếp nhận văn bản và dự đoán nội dung tiếp theo.

Dự đoán từ tiếp theo trong mô hình dựa trên phân phối xác suất của nhiều đoạn văn bản khác nhau.

GPT-2 và GPT-3 sử dụng quá trình dự đoán và lấy mẫu để tạo câu chuyện dựa trên văn bản gốc.

Khả năng xem phân bổ cơ bản cho mỗi từ mới được chọn là một tính năng thú vị của Transformer.

Dữ liệu đầu vào được chia thành các phần nhỏ gọi là mã thông báo và mã hóa bằng vectơ.

Khối chú ý cho phép vectơ giao tiếp và cập nhật ý nghĩa dựa trên ngữ cảnh.

Perceptron nhiều lớp hoặc lớp chuyển tiếp dữ liệu là hoạt động khác trong mô hình.

Quá trình lặp lại giữa các khối chú ý và nhận thức đa lớp để đưa ra dự đoán cuối cùng.

Mô hình ngôn ngữTransformer xử lý ngôn ngữ theo định dạng tensor và sử dụng tổng có trọng số.

GPT-3 có 175 tỷ tham số, được sắp xếp thành nhiều ma trận riêng biệt.

Ma trận nhúng từ và ma trận Hủy nhúng là hai thành phần quan trọng của mô hình.

Softmax là hàm chuyển đổi một chuỗi số thành phân phối xác suất hợp lệ.

Nhiệt độ trong hàm softmax giúp điều chỉnh tính đa dạng của từ được chọn.

Tích vô hướng của vectơ là một cách để đo mức độ chúng thẳng hàng.

Mô hình học cách nhúng từ liên quan đến ngữ nghĩa và vị trí trong văn bản.

Kích thước ngữ cảnh của Transformer giới hạn số lượng văn bản它可以 kết hợp khi đưa ra dự đoán.