大模型架构探索:从Transformer到线性注意力、扩散模型的演进与实用对比!

一、背景:从主流 LLM 出发

Raschka 认为,目前业界和学界仍以 自回归 Transformer 解码器结构(decoder-style Transformer)为核心框架。

这一体系自 2017 年《Attention Is All You Need》提出以来,已成为语言建模事实标准。无论是 OpenAI、Anthropic、还是开源社区(如 DeepSeek V3、OLMo 2、MiniMax M2),均沿用这一模式。

他指出:

如果你今天要构建一个新的 LLM,标准 Transformer 仍然是最安全、最可行的起点。

但与此同时,一些研究者正尝试突破这一范式,探索更高效、更具推理能力或更贴近任务需求的模型形态。


二、线性注意混合(Linear Attention Hybrids)

1. 为什么需要“线性”注意力

传统注意力机制的计算复杂度为 O(n²),序列越长,资源消耗越高。

线性注意(linear attention)旨在将复杂度降至 O(n),通常通过核函数近似或矩阵分解来简化计算。

2. 早期问题与新突破

虽然早期线性注意方法在理论上高效,但精度下降明显,因此未能大规模采用。

近期出现的“混合注意力”模型(如 Qwen3-Next、Kimi Linear)采取折中方案:部分层使用线性注意,其余保留全注意力,以在效率和性能间取得平衡。

3. 当前评估

Raschka 指出,MiniMax M2 团队在测试后又回归全注意机制,认为线性注意在复杂推理和长对话中的表现仍不理想。

因此,他认为线性注意混合是一条值得持续关注的效率路线,但仍处于探索阶段。


三、文本扩散模型(Text Diffusion Models)

1. 概念来源

文本扩散模型将图像生成中的“扩散—去噪”过程迁移到文本领域。

模型先对文本序列进行扰动或掩码,然后逐步“去噪”还原原始文本。

2. 潜在优势

这种方法不再逐 token 生成,而是可并行预测多个位置,理论上可显著提升生成速度。

Raschka 举例:生成 2000 个 token 的文本,自回归 LLM 需顺序执行 2000 步,而扩散模型只需几十轮迭代。

3. 实际挑战

但在实践中,文本扩散模型存在以下不足:

  • 语义连贯性弱:并行生成易破坏上下文依赖。
  • 流式输出困难:不适合实时对话。
  • 生态不成熟:缺乏如 Transformer 般的工具链与预训练体系。

作者总结:

文本扩散是一个充满潜力但尚未实用化的方向,目前更像是科研探索,而非工业替代方案。


四、代码世界模型(Code World Models)

1. 世界模型的迁移

“世界模型”(World Models)概念源自强化学习,用于在内部模拟环境和未来状态。

代码世界模型(CWM)将这一思想引入代码生成任务中。

2. 核心思想

不同于传统代码 LLM 只预测下一个 token,CWM 不仅预测语法,还建模程序执行后的状态(如变量值变化、控制流结果)。

这样模型能“理解”程序逻辑,而不仅仅是模仿语法。

3. 未来展望

Raschka 认为,CWM 代表了代码模型的新方向,即“代码 + 状态 = 理解 + 执行”。

这类模型能更好地处理调试、代码修复等复杂任务,但其训练代价极高,目前仅限研究原型。


五、小型递归 Transformer(Small Recursive Transformers)

1. 模型概念

不同于大型通用 LLM,小型递归 Transformer (如 HRM、TRM)追求的是“轻量化 + 强推理”。

它们通过多轮递归迭代,不断在内部修正输出,形成一种自我推理循环。

2. 案例

Tiny Recursive Model(TRM)参数量仅 700 万,但能在结构化问题(如数独、路径规划)上取得令人惊讶的准确率。

3. 定位

Raschka 认为,这类模型并非替代 LLM,而是可以作为嵌入式推理单元,用于特定任务或组合式系统中。


六、作者总结与对比

Raschka 最后总结道:

当前所有这些“非标准 LLM ”路径都极具研究意义,但在实际部署中,标准 Transformer 仍然最稳定、最实用。

他提供了如下对比视图:

模型类型优点局限
自回归 Transformer成熟稳定、工具丰富资源消耗大
线性注意混合内存效率高、支持长上下文精度仍不稳定
文本扩散模型并行生成快连贯性差、生态不足
代码世界模型具“执行理解”能力训练复杂、成本高
小型递归 Transformer轻量高效、推理专用通用性有限

七、第三方观点

从第三方视角看,Raschka 的文章并非否定主流 LLM,而是在为未来架构演化提供“坐标系”:

  • 线性注意探索计算效率边界;
  • 文本扩散模型挑战生成范式;
  • 代码世界模型重塑程序理解方式;
  • 小型递归 Transformer 提示智能体化模块化方向。

对研究者而言,这些趋势预示着 LLM 生态正从单一架构走向多元融合;

对企业与开发者而言,它们则提供了面向不同需求的架构选择路径。

​最后

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