2024年人工智能大语言模型发展技术研究.pdf

人工智能大语言模型人工智能大语言模型技术发展研究技术发展研究报告报告（2024 年年）中国软件评测中心中国软件评测中心（工业和信息化部软件与集成电路促进中心）（工业和信息化部软件与集成电路促进中心）20242024 年年 6 6 月月人工智能作为引领新一轮科技产业革命的战略性技术和新质生产力重要驱动力，正在引发经济、社会、文化等领域的变革和重塑，2023 年以来，以 ChatGPT、GPT-4 为代表的大模型技术的出台，因其强大的内容生成及多轮对话能力，引发全球新一轮人工智能创新热潮，随着大模型技术演进、产品迭代日新月异，成为科技产业发展强劲动能。本报告总结梳理大语言模型技术能力进展和应用情况，并对未来发展方向予以展望，以期为产业界提供参考。由于编者水平所限，不妥之处，请批评指正。1目录第一章 大语言模型发展基石.1（一）软硬协同持续推动大模型能力提升.11.大模型发展对算力需求成井喷式增长.12.AI芯片自研和算力优化成为应对算力需求的重要手段.23.计算、存储、网络协同支持大模型训练.34.深度学习框架是大模型研发训练的关键支撑.55.大规模算力集群的创新应用与突破.6（二）数据丰富度与质量塑造大模型知识深度与广度.71.大模型对数据数量、质量提出新要求.72.产业各方加快构建高质量丰富数据集.11（三）算法优化与创新推动大模型能力升级.141.多阶段对齐促进大模型更符合人类价值观.142.运用知识增强提升模型准确性.15第二章大语言模型发展现状.16（一）模型训练推理效率及性能明显提升.17（二）围绕中文生成与推理能力构筑比较优势.18（三）模型应用生态更加丰富多样.18（四）海量数据处理基础能力不断增强.19（五）采用多模型结合的路线加速应用落地.20第三章大语言模型的核心能力进阶.22（一）深层语境分析与知识融合强化语言理解应用.22（二）精确内容生成与增强搜索的融合.232（三）符号逻辑与神经网络的融合提升.25（四）上下文记忆能力的增强.26（五）更为可靠的内容安全与智能应答机制.27第四章大语言模型创新应用形态智能体.28（一）智能体（AI Agent）.281.智能体正成为大模型重要研发方向.282.大模型能力为 AI Agent 带来全面能力提升.29（二）典型 AI Agent 案例.321.RoboAgent：通用机器人智能体的开创性进步.322.Coze：优秀的创新型 AI Agent 平台.333.Auto-GPT：推动自主 AI 项目完成的新范例.344.Amazon Bedrock Agents：企业级 AI 应用的加速器.345.文心智能体平台：革命性的零代码智能体构建平台 356.腾讯元器：AI Agent 的智慧化体验.357.NVIDIA Voyager：引导学习的 Minecraft 智能体.368.MetaGPT：多智能体协作的元编程平台.36第五章大语言模型应用发展趋势.37（一）大模型将更加注重多模态数据融合.37（二）大模型将提升自适应和迁移学习能力.39（三）采用可解释性算法提高模型透明度.40（四）垂直大模型产品研发需结合行业深度定制.41（五）大模型发展需妥善处理隐私保护与数据安全问题431第一章 大语言模型发展基石（一）软硬协同持续推动大模型能力提升1.大模型发展对算力需求成井喷式增长大规模的训练和推理需要强大的高性能算力供应，高端AI 芯片是大模型高效训练和应用落地的核心，是决定大模型发展能力高低的关键。人工智能大模型参数规模和训练数据量巨大，需千卡以上 AI 芯片构成的服务器集群支撑，据测算，在 10 天内训练 1000 亿参数规模、1PB 训练数据集，约需 1.08w 个英伟达 A100 GPU，因大模型对高端 AI 芯片需求激增及高端芯片进口供应受限，英伟达等高端芯片已供不应求。据金融时报估算，我国企业对英伟达 A800、H800两款 GPU 产品的需求达 50 亿美元。GPT-3 的训练使用了 128 台英伟达 A100 服务器（练 34天）对应 640P 算力，而 GPT-4 的训练使用了 3125 台英伟达A100 服务器（练 90100 天）对应 15625P 算力。GPT-4 模型的参数规模为 1.9 万亿，约为 GPT-3 的 10 倍，其用于训练的 GPU 数量增加了近 24 倍（且不考虑模型训练时间的增长）而目前正在开发的 GPT-5 模型预计参数量也将是 T-4 模型的 10 倍以上，达到 10 万亿级别，这将极大地提升大模型训练的算力需求。同时，各应用单位、科研院所科技企业的自研模型需求逐步增长，据工业和信息化部赛迪研究院发布的研究报告预测，到 2024 年年底我国将有 5%8%的企业大2模型参数从千亿级跃升至万亿级，算力需求增速会达到320%。此外，未来在 AI 算力基础设施领域，将有越来越多的厂商采用定制化算力解决方案。在摩尔定律放缓的大背景之下，以往依靠摩尔定律推动着性能效益提升的途径越来越难以为继，要想得到最佳的计算性能，必须依靠针对特定应用和数据集合的体系架构。特别是在 AI 大模型领域，不同厂商均有着不同的差异化需求，越来越多公司发现，一体适用的解决方案不再能满足其计算需求。为把每一颗芯片的性能、效率都发挥到极致，做到最佳优化，需要根据算法模型、工作负载等进行针对性优化。2.AI芯片自研和算力优化成为应对算力需求的重要手段算力芯片是大模型的算力“发动机”，拥有算力资源的企业具备更强的竞争力，强大的算力资源可以加速模型训练、提升市场响应速度，强力支撑更复杂、更深层次的模型训练，从而提高模型的预测精度和整体性能。在大模型的高算力需求推动下，大厂加强 AI 芯片研发力度，持续优化大语言模型所用的 transformer 架构。如，谷歌为其最新款的 Pixel 手机装上了自研 Tensor G3 芯片，让用户可以在手机端解锁生成式 AI 应用。微软宣布推出两款自研芯片 Maia100 和 Cobalt100。Maia100 用于加速 AI 计算任务，帮助人工智能系统更快处理执行识别语音和图像等任务。3亚马逊推出专为训练人工智能系统而设计的第二代 AI 芯片Trainium2，以及通用 Graviton4 处理器，Trainium2 的性能是第一代 Trainium 的四倍，能源效率是其前身的两倍，相当于每个芯片可提供 650teraflops（每秒执行一万亿次浮点运算）的计算能力，由 10 万个 Trainium 芯片组成的集群可以在数周内训练出 3000 亿参数的大语言模型。亚马逊以 40 亿美金投资大模型创企 Anthropic 后，要求其使用亚马逊自研 AI 芯片来构建、训练和部署大模型。OpenAI 也表示正尝试自研AI 芯片，并已开始评估潜在的收购目标。近年来，我国 AI芯片技术能力不断提升，涌现出百度昆仑芯、海思昇腾、寒武纪、燧原科技、壁仞科技、海光、天数智芯、沐曦、芯动科技、摩尔线程等代表企业，并实现产品商业化。如百度昆仑芯 1 代 AI 芯片于 2020 年实现量产，已在百度搜索、小度助手、文心大模型推理业务等自有场景实现规模应用，已应用于互联网、工业制造、智慧金融等领域；针对大语言模型训练场景，百度昆仑芯可提供一整套精调的训练策略，其解决方案已通过某能源行业 SFT 训练模式，客户短期可打造专属行业大模型。3.计算、存储、网络协同支持大模型训练大模型的研发训练高度依赖高端芯片、集群及生态，高计算性能、高通信带宽和大显存均是必要能力，计算、存储、网络任一环节出现瓶颈将导致运算速度严重下降。大语言模4型的训练和推理受限于芯片通信速度，随着大模型的吞吐量大幅增长，芯片内部、芯片之间形成“存储墙”，其通信速度正成为计算瓶颈。因此，需要计算、存储、网络协同，提供更好的算力支持。主要包括以下四方面：一是分布式训练技术支撑训练需求。一是分布式训练技术支撑训练需求。由于大模型的计算量非常大，单个计算节点很难满足训练需求。因此，需要使用分布式训练技术，将模型训练任务分配到多个计算节点上进行并行计算。这要求算力统筹具备高效的分布式训练框架和算法。二是算力管理和调度确保资源充分利用。二是算力管理和调度确保资源充分利用。随着大模型规模的不断扩大，算力管理和调度变得尤为重要。有效的算力管理和调度策略可以确保计算资源的充分利用，避免资源浪费，并提高训练效率。这包括合理的任务分配、负载均衡、资源监控和动态调整等。三是高速的内存和存储有效提升训练效率。三是高速的内存和存储有效提升训练效率。大模型在训练过程中需要快速读取和写入大量数据，因此要求具备高速的内存和存储设备。例如，使用DDR4内存和NVMe SSD等高速存储设备可以显著提高训练效率。四是网络连接和通信影响训练速度。在分布式训练中，各个计算节点之间需要高速的网络连接来传输数据和同步梯度信息。因此，网络连接和通信的速度和稳定性对大模型的训练效率具有重要影响。目前，业界在计算、存储、网络的协同方面已开展有效工作。在分布式训练中，GPU 在机间和机内不断地进行通信，5利用 IB、RoCE 等高性能网络为机间通信提供高吞吐、低时延的服务，同时还需要对服务器的内部网络连接，以及集群网络中的通信拓扑进行专门设计，以满足大模型训练对通信的要求。英伟达GPU彼此之间的数据传输速率高达600GB/s，通过 8 个或 16 个 GPU 组成一个服务器主机，可以较好地实现高速数据传输，以支撑大规模的模型训练。百度智能云与NVIDIA 共同建成大规模高性能 GPU/IB 集群，经过专门设计和优化，发挥集群的整体算力。4.深度学习框架是大模型研发训练的关键支撑在当前的数字科技领域，算力的发展已经达到了万卡级别的庞大规模，即单体智算集群拥有上万个 GPU 计算节点。这种前所未有的强大算力为深度学习等复杂计算任务提供了坚实的算力支撑。而在训练过程中，高效的深度学习框架则扮演着至关重要的角色，不仅提供了简洁易用的编程接口，还能够在万卡集群上高效地分配和管理计算资源，确保大模型训练的稳定性和效率。如，百度飞桨（PaddlePaddle）集核心框架、基础模型库、端到端开发套件、丰富的工具组件于一体，实现了动静统一的框架设计，兼顾科研和产业需求，在开发便捷的深度学习框架、大规模分布式训练、高性能推理引擎、产业级模型库等技术上具备优势。在硬件适配方面，飞桨结合大模型适配需求，全面升级硬件适配方案，更好地支持硬件厂商灵活定6制、软硬协同深度优化，通过端到端自适应混合并行训练技术以及压缩、推理、服务部署的协同优化，通过支持硬件算子的编译和多 Stream 并行计算，减少等待和阻塞，实现了自定义融合策略和加速算子，支持硬件厂商灵活接入不同颗粒度算子。飞桨深度学习平台提供了高效的分布式训练架构，在万卡集群上，飞桨能够支持超大规模的模型训练任务，实现大量计算节点之间的高效协同，更好地完成大模型的训练任务，这不仅提高了训练效率，而且降低了训练成本。5.大规模算力集群的创新应用与突破我国骨干厂商积极探索打造高性能算力集群，并通过协同优化、工具支持等实现高效稳定的大模型训练，提高算力使用效率。百度百舸百度百舸 2.0 在 AI 计算、AI 存储、AI 容器等模块上进行了能力增强和功能丰富，并发布了 AI 加速套件。AI 加速套件通过存训推一体化的方式，对数据的读取和查询、训练、推理进行加速，进一步提升 AI 作业速度。为了提升集群通信效率，百度发布了弹性 RDMA 网卡，相比传统专用的RDMA网络，弹性RDMA网络和VPC网络进行了融合，使得用户的使用成本更低，同时通信延时降低了 2-3 倍。此外，百度在万卡集群的运维和稳定性方面也进行了大量优化工作，如通过自研的集群组网故障管理机制，降低了工程师在容错和故障恢复上的时间成本，优秀的运维能力和稳定性为大模型的训练提供了有力的保障。腾讯云腾讯云发布新一代 HCC7高性能计算集群，用于大模型训练、自动驾驶、科学计算等领域。基于新一代集群，腾讯腾讯团队在同等数据集下，将万亿参数的 AI 大模型混元 NLP 训练由 50 天缩短到 4 天。其自研星脉高性能计算网络和高性能集合通信库 TCCL，具备业界最高的 3.2TRDMA 通信带宽，在搭载同等数量的 GPU 情况下，为大模型训练优化 40%负载性能，消除多个网络原因导致的训练中断问题。浪潮信息浪潮信息 AI 团队在 2023 年相继研发了OGAI（Open GenAl Infra）大模型智算软件栈、源 2.0 大模型，从软硬协同层面去持续提升基础大模型的能力，同时通过开放算力发展生态去探索可能突破的场景。OGAI 面向以大模型为核心技术的生成式 AI 开发与应用场景，提供从集群系统环境部署到算力调度保障和大模型开发管理的全栈全流程的软件，从而降低大模型算力系统的使用门槛、优化大模型的研发效率，保障大模型的生产与应用。（二）数据丰富度与质量塑造大模型知识深度与广度1.大模型对数据数量、质量提出新要求（1）海量高质量数据是大模型泛化涌现能力的基础从行业前沿趋势来看，大模型训练使用的数据集规模呈现爆发式的持续增长。根据公开资料显示，2018 年 GPT-1数据集约4.6GB,2020年GPT-3数据集达到了753GB，而2021年 Gopher 数据集已达 10550GB，2023 年 GPT-4 的数据量更是 GPT-3 的数十倍以上。同时，大模型快速迭代对训练数据8的数据量、多样性和更新速度方面也提出了更高的要求。高质量的数据集在提取有效特征、训练精确模型以及提升跨场景学习能力等方面起到至关重要的作用，将成为突破模型和算法能力瓶颈的关键。约 1/3 的算法模型每月至少更新一次，约 1/4 的算法模型每日至少更新一次。算法模型的持续更新和升级，将不断提升对训练数据的数据量、多样性及更新速度等方面的需求。大语言模型是基于注意力机制的预训练模型，大语言模型是基于注意力机制的预训练模型，足够多的用于自监督学习过程的基础训练数据是大模型区别于传统人工智能算法模型的主要特点，海量数据可以为模型提供更多的学习样本和更广泛的知识覆盖，有助于模型学习到更多的特征和关系。只有海量多源的数据支持预训练，大模型在后续的专门任务中才会表现出更强大的性能和更具启发性的生成能力。数据的丰富性对大模型的后续的泛化和涌现能力至关重要数据的丰富性对大模型的后续的泛化和涌现能力至关重要，大语言模型对数据的多样性和复杂性。如果数据过于单一或简单，模型可能只能学习到有限的特征和模式，导致其在面对新数据时泛化能力较差。丰富的数据可以为模型提供更多的学习场景和挑战，有助于模型学习到更复杂的特征和关系，从而提高其泛化能力。大模型的目标是能够适应各种不同的输入，并对未见过的数据进行准确的预测。通过使用多维度的训练数据，模型可以学习更广泛的上下文和语言9规律，提高其泛化能力，节约资源和时间，使模型更具有实用性和可靠性。数据维度多样性的提升能够推动大模型从单一领域向多领域知识的跃迁，而非仅仅是单纯数量的增加，如果是简单的同类型数据反馈，单条数据反馈和十条同类型数据反馈，虽然在数据的数量上增加了 10 倍，但模型的智能并没有得到拓展和增加，因此数据维度多样性可直接提升大模型在跨领域知识理解和应用的深度，实现了从单一领域向多领域知识迁移的质变。数据的质量对模型的训练结果至关重要数据的质量对模型的训练结果至关重要。数据存在大量的噪声、错误或冗余，模型可能会学习到错误的特征和关系，导致其性能下降。高质量的数据可以为模型提供更准确、更可靠的学习样本，有助于模型学习到更真实的特征和关系，从而提高其性能和泛化能力。数据时效性对于大模型的即时学习和适应能力具有显著作用数据时效性对于大模型的即时学习和适应能力具有显著作用，随着数据需求种类日益丰富，数据时效性对于大模型的即时学习和适应能力至关重要。通过提高数据服务交付时效提升数据服务开发效率，实现大模型对新兴趋势和紧急事件的快速响应。海量丰富高质量的数据是大模型泛化涌现能力的基础。只有具备以上条件，大模型才能在训练过程中学习到更多的知识和规律，从而在面对新数据时表现出更好的性能和泛化能力。高质量数据集的构建成为提升大模型预测准确性和决10策可靠性的关键，数据质量已成为影响模型性能的决定性因素。训练数据影响了模型的“基因”，在大模型快速发展的时代，谁能产出更多样、更复杂的高质量预训练数据集，从源头上决定着大模型研发的效果，也成为国内外厂商聚焦竞争的第一个战场。这也是为什么在训练大模型时，需要花费大量的时间和精力来收集、清洗和标注数据的原因。（2）我国人工智能发展数据需求持续增长）我国人工智能发展数据需求持续增长目前，于国内数据要素市场发展尚处于初级阶段，我国人工智能领域数据供给生态不健全，数据流通规则和数据供需对接机制未有效建立，目前国内尚末形成高效完整的人工智能数据产品供应链。训练数据一是数据资源加工成本高。在模型训练过程中，通常 80%的工作是数据构建和准备高质量数据，人工智能企业需要花费大量的人力和物力进行数据采集、清洗和标注，成本极高。同时，人工智能企业通常难以获取行业高质量数据集，常陷入“寻数无门”的困境。二是国内人工智能领域高质量数据集缺乏。当前，主流大模型预训练数据主要来源于公开数据集和大规模网络数据，虽然我国已有部分中文开源数据集，但在数量上远远少于国际英文公开数据集，在数据质量方面参差不齐、部分内容十分陈旧。由于高质量数据集的缺乏，部分国内大模型采用“英文数据集+翻译软件”的方式生成中文语料库，导致训练结果不佳。112.产业各方加快构建高质量丰富数据集（1）各地政府、研究机构积极推进构建高质量数据集在地方政府层面，）各地政府、研究机构积极推进构建高质量数据集在地方政府层面，北京等加大高质量数据集供给，抢跑大模型发展赛道，2023 年 7 月，北京市发布“北京市人工智能大模型高质量数据集”，包括人民日报语料数据集、国家法律法规语料数据集、两会参政议政建言数据集、“科情头条”全球科技动态数据集、中国科学引文数据库数据集、科技文献挖掘语义标注数据集等，涵盖经济、政治、文化、社会、生态等不同领域，总规模超过 500T。同年 8 月，北京市人工智能大模型高质量数据集（第二批）发布，涉及医学、生物、农业、金融、政务、互联网、智慧城市、自动驾驶、科技服务、商业分析、产业研究、市场营销等多个领域，数据总量规模约 112TB（数据储存单位），为通用大模型和行业大模型训练及应用落地提供了坚实有力的“资源”保障。在研究机构层面，在研究机构层面，2023 年 11 月中科大和上海 AI Lab 的研究者们推出了具有开创性意义的大型图文数据集ShareGPT4V。ShareGPT4V 数据集包含 120 万条“图像-高度详细的文本描述”数据，囊括了世界知识、对象属性、空间关系、艺术评价等众多方面，在多样性和信息涵盖度等方面超越了现有的数据。（2）深入生产生活场景挖掘高质量数据集）深入生产生活场景挖掘高质量数据集数据是日常活动的科学记录，人工智能之所以能够发挥12支撑和驱动数字经济的重要作用，本质上在于忠实而有效地处理现实数据。深入生产生活场景中挖掘高质量数据集，是数据驱动时代的关键任务。以明确的目标为先导，通过精准的数据采集策略，从源头获取真实、全面的原始数据。在数据清洗与预处理环节，要运用专业技术和细致的分析，去除噪声、填补缺失值，确保数据的准确性和完整性。以制造业为例，企业可收集设备型号、维修记录等静态数据，以及温度、振动等实时动态数据，经过清洗和标注后，用于训练预测模型。数据集的划分同样重要，需确保训练集、验证集和测试集的合理分布，以充分验证模型的性能和泛化能力。此外，数据集的文档编写和元数据管理也不容忽视，它们为数据集的长期维护和更新提供了坚实的基础。在实际操作中需要面对数据来源的多样性、数据质量的参差不齐、数据采集和处理成本的高昂问题，需要制定周密的数据采集计划，选择合适的数据源，并运用先进的数据清洗和预处理技术，以确保数据的准确性和一致性。同时，还需要注重数据的时效性和动态性，及时更新和维护数据集，以适应业务的发展和变化，从海量数据中提炼出有价值的信息，为业务决策和模型训练提供有力支持。同时，在数据集构建全流程过程中，人的因素同样重要。需要组建专业的数据团队，具备深厚的数据分析能力和丰富的业务知识，能够13深入理解业务需求，从海量数据中挖掘出有价值的信息。与此同时，还需要建立科学的数据管理制度和流程，确保数据的安全性和隐私性，防止数据泄露和滥用。能够反映生产生活实际中深层次现实规律的数据是具有天然价值的，而对齐进行科学的加工和处理则使其具备了工程上的利用价值，需要专门的团队以科学的态度、专业的能力和严谨的精神，不断探索和实践。（3）利用人工智能技术构建高质量数据集）利用人工智能技术构建高质量数据集目前，利用现有人工智能技术构建高质量数据集仍是一项富有挑战性和前景的任务。通过充分发挥人工智能技术的优势，可以提高数据集的准确性、效率和可解释性，为人工智能应用的发展提供坚实的数据基础。一是借助人工智能技术的自动标注工具正在成为基础数据服务商和一是借助人工智能技术的自动标注工具正在成为基础数据服务商和 Al 算法公司降低成本和提高效率的利器。算法公司降低成本和提高效率的利器。首先，通过自然语言处理和机器学习技术，可以对大量的文本、图像、音频等数据进行自动标注和分类，从而快速生成带有标签的数据集。这种方法可以大大减少人工标注的成本和时间，同时提高标注的准确性和一致性。其次，人工智能技术还可以帮助进行数据清洗和预处理。利用数据清洗算法和异常检测模型，可以自动识别和修正数据中的错误、噪声和异常值，确保数据的准确性和可靠性。同时，通过数据增强技术，可以在不增加实际数据量的情况下，扩充数据集的多样14性和泛化能力。此外，人工智能技术还可以支持数据集的动态更新和维护。通过监控数据源的变化和引入新的数据，可以及时发现和更新数据集中的过时信息，保持数据集的时效性和准确性。同时，利用自动化测试和验证技术，可以确保数据集的质量和性能在更新过程中得到保障。二是利用现有大模型批量构建高质量数据。二是利用现有大模型批量构建高质量数据。大语言模型凭借强大的上下文学习能力可以从示例样本和原始素材中快速构建出高质量的指令输出对，形成种类多样、内容翔实的指令微调数据集，有力地提升了指令数据的数量、质量、可控性，基于这些指令数据微调后的模型其性能表现也得到了大幅增强。（三）算法优化与创新推动大模型能力升级1.多阶段对齐促进大模型更符合人类价值观为了确保模型与人类的判断和选择更加贴合，大模型研发企业如百度、讯飞等采用了一系列先进的技术，包括有监督精调、偏好学习和强化学习等，以进行多阶段对齐。这一综合性的方法旨在逐步校准模型的行为，使其能够更准确地反映人类的意图和偏好。基于有监督精调、偏好学习和强化学习等多阶段对齐技术，能够有效地保证模型与人类的判断和选择更加一致。这种综合性的方法不仅提高了模型的性能，还增强了其与人类交互的可用性和可靠性。一是利用有监督精调技术对模型进行初步优化一是利用有监督精调技术对模型进行初步优化。在这一15阶段，使用大量标注过的数据集来训练模型，使其能够学习并理解人类对于特定任务的判断标准。通过不断迭代和调整模型的参数，逐步提升其对于任务的准确性，为后续的对齐工作奠定坚实基础。二是采用偏好学习技术来进一步校准模型二是采用偏好学习技术来进一步校准模型。偏好学习关注于捕捉人类对于不同选项或结果的偏好程度。通过设计精巧的实验和收集用户反馈，构建一个包含偏好信息的数据集。然后，利用这些数据来训练模型，使其能够学习到人类的偏好模式，并在后续的任务中考虑到这些因素。三是引入强化学习技术来优化模型的行为三是引入强化学习技术来优化模型的行为。强化学习通过让模型在与环境的交互中学习和优化行为策略，以实现特定目标。开发者将人类的判断和选择作为环境的反馈信号，通过调整模型的奖励函数来引导其向更符合人类期望的方向发展。通过不断试错和调整策略，模型逐渐学会了如何在各种情况下做出符合人类偏好的选择。2.运用知识增强提升模型准确性现实世界中仅依靠模型从原始数据中学习远远不够。知识增强可以将人类已有的知识、经验和规则融入模型中，为模型提供额外的信息和指导。这有助于模型更好地理解数据的本质和上下文，从而做出更准确的预测和决策。为提升大模型的准确性，大模型可以在输入、输出两个阶段都运用知识点增强，具体做法为在输入端对用户输入的问题进行理解，16并拆解所需的知识点，然后在搜索引擎、知识图谱、数据库中获取准确知识，最后把得到的知识组装进 prompt 送入大模型；输出端会对大模型的输出进行“反思”，从生成结果中拆解出知识点，然后利用搜索引擎、知识图谱、数据库及大模型本身进行确认，修正偏差。主要表现在以下三方面：一是知识增强可以提高模型的泛化能力。一是知识增强可以提高模型的泛化能力。在训练数据有限或分布不均的情况下，模型很容易出现过拟合现象，即过于依赖训练数据中的特定模式而忽视了一般规律。通过引入外部知识，可以帮助模型捕捉到更广泛、更本质的特征，使其在未见过的数据上也能表现出良好的性能。二是知识增强还有助于提升模型的解释性。二是知识增强还有助于提升模型的解释性。随着人工智能技术的不断发展，模型的可解释性逐渐成为人们关注的焦点。通过融入人类知识，可以使模型在做出决策时更符合人类的思维方式和逻辑习惯，从而提高模型的可解释性和可信度。三是知识增强也是实现人机协同的重要手段。三是知识增强也是实现人机协同的重要手段。在未来的智能化系统中，人类和机器将更加紧密地合作。通过运用知识增强技术，可以使机器更好地理解和利用人类的知识与智慧，从而实现更高效、更智能的人机协同工作。第二章大语言模型发展现状大模型在技术和产品上已经具备了显著的特点，在一些重要方向上形成了一定的优势。文心大模型等国内大模型，17在芯片、框架、模型和应用领域进行全栈布局，通过端到端优化显著提升效率，在大模型的理解、生成、逻辑、记忆等基础能力以及安全能力方面全面领先，在智能体、多模型等模式引领技术创新、生态完善丰富，在大模型应用开发平台方面功能完备、产业应用领域广泛。（一）模型训练推理效率及性能明显提升1.百度文心大模型2024 年 4 月，百度 AI 开发者大会上发布称，飞桨深度学习平台和文心大模型的联合优化，在训练方面，突破块状稀疏掩码注意力计算、超长序列分片并行、灵活批次虚拟流水并行、并行计算与通信深度联合优化等技术，提高模型整体训练效率和性能。推理部署方面，创新了 INT4 无损量化加速、注意力机制协同优化、精调模型集约化部署、异构多芯混部推理等技术，模型精度、推理性能、部署成本等方面，均取得了很好的成果。2.阿里巴巴的通义千问大模型基于其专有的预训练模型框架 Tongyi，具有高度精细和完整的架构设计。该模型支持多模态能力，包括图像理解和文本生成图像，适用于各种行业的智能转型。通义千问通过突破性的训练技术，例如 INT8 量化和增强的系统提示功能，提升了模型的性能和推理效率。该模型能够处理超长序列，支持上下文长度扩展至 32k，提供了更强大的文本生成和理18解能力。（二）围绕中文生成与推理能力构筑比较优势百度文心大模型百度文心大模型在中文内容的生成和推理方面的能力十分优秀。其强大的生成能力使得模型能够根据给定的上下文或主题生成自然、流畅、富有创意的文本内容。这种生成能力不仅体现在文章、诗歌等文学创作上，还可以应用于对话生成、摘要生成等多种场景。同时，文心还具备出色的推理能力，能够根据已知信息推断出未知结论，为智能问答、语义推理等任务提供有力支持。这种推理能力使得模型在应对复杂问题时能够进行深入分析和逻辑推理，给出更加准确和全面的答案。Kimi 是由月之暗面科技有限公司开发的人工智能助手，具备卓越的中文生成与推理能力。Kimi 的一个显著特点是其多语言对话能力，尤其擅长中文和英文。Kimi 不仅能够处理长文本，还能支持多轮对话，总字数可达 20 万字。这个能力使得 Kimi 在与用户进行深入对话时，能够提供详尽且准确的回答。Kimi 在理解和生成中文内容方面表现尤为出色。它不仅可以分析和理解复杂的文本，还能够生成满足用户需求的详细回复。此外，Kimi 还具备强大的搜索能力，可以结合最新的信息源，为用户提供更全面、准确的回答。（三）模型应用生态更加丰富多样百度文心一言大模型百度文心一言大模型除基础模型的本身应用外，已经发19展出智能体模式，以及多模型等多种创新应用模式。在多模态大模型的应用上，文生图、视频生成、数字人、自动驾驶等多个方向的应用蓬勃发展。在多样化的大模型应用上，大模型生成代码、大模型生成数学分析模型、大模型调度多种模型的应用也在探索中。通过大规模逻辑数据构建、逻辑知识建模、粗粒度与细粒度语义知识组合以及符号神经网络技术，文心大模型在逻辑推理、数学计算及代码生成等任务上的表现得到显著提升。科大讯飞星火大模型科大讯飞星火大模型在语音识别、自然语言理解和多模态交互等领域也展现了强大的能力。该模型通过创新的训练方法和优化技术，实现了高效的模型训练和推理，并在多个行业应用中取得了显著的效果。星火大模型采用了基于Transformer 架构的多层次注意力机制，能够高效处理长文本和多模态数据。（四）海量数据处理基础能力不断增强各大语言模型在海量数据处理方面展现出强大的基础能力，并在不断增强和发展。以下是一些领先模型在数据处理方面的特点和进展：百度文心大模型百度文心大模型在数据处理方面展现出巨大的潜力，能够高效地处理海量文本数据，并提取有用的特征信息。这得益于其强大的数据清洗和预处理能力，能够去除噪声数据和无效信息，提高数据质量和可用性。文心大模型采用多种数据增强技术，如同义词替换、随机插入、随机删除等，以丰20富数据的多样性，提升模型的泛化能力。通过预训练技术，文心大模型从大规模无标注数据中学习到丰富的语言知识和语义表示，具备出色的跨领域迁移能力，能够在不同领域中有效应用。阿里巴巴通义千问大模型阿里巴巴通义千问大模型在海量数据处理方面表现突出。通义千问基于最新的自然语言处理和生成技术，利用大量的中英文文本进行训练，能够提供多语言对话和翻译服务。通过集成多种 AI 模型，通义千问不仅能生成文本，还能生成视频和图像，广泛应用于阿里巴巴的各种业务工具如DingTalk 和天猫精灵。通义千问的跨领域应用能力强大，能够在不同场景中发挥作用。智谱清言（智谱清言（ChatGLM）在数据处理方面表现出色。智谱清言大模型基于 ChatGLM2 和 ChatGLM3 开发，具备强大的文本处理能力和多语言支持，能够高效地进行内容创作、信息归纳和总结等任务。其最新版本 GLM-4 模型在数据处理和智能体定制方面表现突出，用户可以通过简单的提示词创建个性化智能体，并通过智能体中心分享各种创建的智能体。（五）采用多模型结合的路线加速应用落地在大模型应用落地的过程中，必须同时关注应用的效果、效率和成本，要从场景需求出发，选择最适合的模型。从研发侧来说，需要持续不断进行高效、低成本的模型生产；在21应用侧，则需要充分发挥按需调度的原则，利用任务需求的不同设计多模型的组合推理机制。百度等国内大模型厂商的推进速度很快，例如，在 2024 年的 AI 开发者大会上，百度首次阐释多模型的应用理念。在研发侧，在研发侧，百度以大小模型协同的训练机制，有效进行知识继承，高效生产高质量的小模型，同时也利用小模型实现对比增强，帮助大模型的训练。进一步地，建设了种子模型矩阵和数据提质增强机制，并从预训练、精调对齐、模型压缩到推理部署的配套工具链。这种高效、低成本的模型生产机制，助力应用速度更快、成本更低、效果更好。在应用侧，在应用侧，由于大模型效果好、小模型速度快，为了更好地平衡效果与效率，百度的技术团队基于反馈学习的端到端多模型推理技术，构建了智能路由模型，进行端到端反馈学习，充分发挥不同模型处理不同任务的能力，以求达到效果、效率和成本的动态平衡。22第三章大语言模型的核心能力进阶（一）深层语境分析与知识融合强化语言理解应用大语言模型通过深度学习技术和海量数据的训练，已经达到了对人类语言深层次理解的能力，能够从复杂的语境中抽取信息，实现跨领域知识的融合和应用。深层语境分析提升复杂语境下语义理解、信息抽取能力。深层语境分析提升复杂语境下语义理解、信息抽取能力。深层语境分析的理论基础源于语言学、认知科学和人工智能，方法包括基于规则、统计和深度学习的方法。其应用场景包括情感分析、智能客服、机器翻译等领域，致力于实现精准的信息抽取和智能决策。与此紧密相关，大模型的核心能力在于其强大的语言理解和生成能力，通过大规模预训练和海量数据的学习，能够捕捉复杂的语言模式和语境关系。大模型在深层语境分析中扮演着重要角色，显著提升了信息抽取的准确性和智能决策的有效性。尽管取得了显著进展，深层语境分析仍面临处理复杂语义关系和提高算法可解释性等挑战，未来研究需要进一步探索新理论和方法。知识融合提升语言理解生成知识融合提升语言理解生成准确度。准确度。知识融合旨在整合来自不同来源的知识，生成新的洞见和知识，以更准确有效地解决问题。其方法包括对多个知识库的对齐和合并，利用本体论和知识图谱等技术进行整合。通过融合不同来源的知识，使机器能够提供更全面、精准的信息和解释，满足用户跨领域的信息需求。23深度语境分析、知识融合强化大语言模型应用能力。深度语境分析、知识融合强化大语言模型应用能力。深层语境分析与知识融合在多个领域展示了其应用价值和潜力。如高精度智能问答系统，通过深度语境分析，系统能更准确理解用户的查询意图，并结合不同知识库的信息，提供更全面的答案。高级情感分析，在社交媒体分析中，通过识别文本中的隐含情感倾向，系统能判断评论者的态度，为改进工作提供依据。上下文感知机器翻译，通过深层语境分析解决一词多义问题，提升翻译的准确性。个性化智能推荐系统：通过整合用户的历史行为和偏好等多源知识，生成个性化推荐，提高用户的满意度和转化率。这些应用实例表明，深层语境分析和知识融合在自然语言处理和人工智能领域的广泛应用和潜在价值。随着技术不断进步，这些应用将取得更加显著的成果和突破，为大模型的核心能力提升提供坚实基础，并逐步接近人类对语言的理解和应用水平。（二）精确内容生成与增强搜索的融合大语言模型的核心能力在精确内容生成、增强搜索等技术快速发展的推动下，逐步实现了进阶与融合。这一进步涉及多个技术领域，包括数字内容生成、信息检索、自然语言处理等，为大语言模型的应用提供了稳固的基础和广阔的前景。精确内容生成与增强搜索的融合是大语言模型核心能力进阶的关键方向，这一融合不仅有助于提高内容生成的精确性和相关性，还显著提升了搜索引擎的智能化水平和用户体24验。未来的研究将需要继续在提高生成内容的精确性、优化语义理解、构建高效知识图谱等方面深入探索。同时，还需关注如何平衡内容生成的多样性与精确性，以及如何在保障用户隐私和信息安全的前提下，进一步推动大语言模型核心能力的发展和应用。精确内容生成技术。精确内容生成技术。近年来，得益于深度学习和生成对抗网络（GAN）等先进技术的快速发展，大语言模型在内容生成方面的能力显著提高。这些技术使得生成的文本、图像和视频内容不仅质量上趋于高度真实化，而且能够根据用户需求进行个性化定制，从而大幅提升内容生成的精确性。例如，在用户交互和问答系统中，大语言模型能够基于上下文和历史数据生成逻辑性强、信息丰富的回答，表现出较高的精确度和灵活性。增强搜索技术。增强搜索技术。传统搜索引擎主要依赖关键字匹配进行信息检索，这种方式在满足用户精确信息需求方面存在明显不足。随着自然语言处理（NLP）和知识图谱技术的发展，搜索引擎开始能够理解用户的语义信息，并基于用户的搜索历史和偏好进行智能推荐，极大地提高了搜索的精确性和用户体验。大语言模型通过对语义的深度理解和智能推荐机制，实现了搜索效率和质量的双重提升。精确内容生成与增强搜索的融合。精确内容生成与增强搜索的融合。大语言模型在精确内容生成和增强搜索的深度融合方面，展现出显著的核心能力25进阶。具体体现在以下几个方面：一是基