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长度翻倍,哪一块工作会接近四倍?

N22/b0 · 4×4 完整分数表

4 个 query × 4 个 key112233444 × 4 = 16 个完整位置配对4 个位置,16 个完整配对dense attention · 位置配对教学算例
4×4 完整分数表

先只有四个位置。每个 query 与四个 key 比较,完整分数表是四乘四,共十六格。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读指4×4完整矩阵的行列与16格;当前先计完整表尺寸。

N22/b1 · 扩成 8×8

8 个 query × 8 个 key11223344556677888 × 8 = 64 个完整位置配对长度 ×2,完整表面积 ×4dense attention · 位置配对教学算例
扩成 8×8

现在把长度加到八,模型的投影参数不变,但分数表变成八乘八,共六十四格,是原来完整表面积的四倍。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读指8×8与保留的4×4轮廓,比较64与16。

N22/b2 · 因果有效配对

8 个 query × 8 个 key11223344556677888 × 8 = 64 个完整位置配对长度 ×2,完整表面积 ×4因果有效配对:4 → 10 项8 → 36 项(并非恰好四倍)仍属二次增长量级dense attention · 位置配对教学算例
因果有效配对

这张表画的是 dense attention 的完整矩阵尺寸。如果用因果 mask,真正允许的配对是下三角:四个位置有十项,八个位置有三十六项,有限长度下并不是恰好四倍,但仍然是二次量级增长。我们把这个区别当场说清,避免上一页刚讲完因果可见性,这一页又像是允许所有未来位置参与读取。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读指红色被遮区域及下三角,读10和36,避免把有效配对说成精确四倍。

N22/b3 · 参数量与中间状态

8 个 query × 8 个 key11223344556677888 × 8 = 64 个完整位置配对长度 ×2,完整表面积 ×4因果有效配对:4 → 10 项8 → 36 项(并非恰好四倍)仍属二次增长量级参数 W大小不变激活 / 中间表随长度增长dense attention · 位置配对教学算例
参数量与中间状态

因此,模型参数没有增加,输入变长仍然可以让中间计算和存储显著增加。能把这些工作并行分给硬件,并不等于工作本身消失。还有一个经常被忽略的成本:这些输入、参数和中间结果,实际要放在哪里,算的时候怎样搬到计算单元旁边?下一页继续保留这张表,给它找到物理位置。

进一步解释

这里分析 dense attention 的位置配对和中间表。整个模型还含投影、MLP等其他成本,不能将所有成本都写成序列长度平方。

教师备课:指图与模拟问答

指图与推进 · 不朗读对照参数W与中间表两个框;进入下一页保存与搬运位置。

补充推导、边界与来源

dense attention 的完整分数矩阵尺寸为 n²;n=4 时16格,n=8 时64格。因果有效配对数为 n(n+1)/2,分别为10与36,有限 n 下比值为3.6而非4,但同属二次增长。投影参数可以不变,激活和注意力中间状态仍随序列长度增长。整个模型还有投影与 MLP 等不同增长项,不能将所有训练成本都写为 n²。

来源:FlashAttention v2对 dense attention 中间矩阵的分析;4/8为教学构造。

相关的完整阅读材料保留原有公式、引用和原始图解。

本页证据与条件

教学构造与机制示意;非模型实测

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