iPhone可跑2B小鋼炮！GoogleGemma 2來襲

GoogleDeepMind的小模型，又上新了！

就在剛剛，GoogleDeepMind發佈Gemma 2 2B。

它是從Gemma 2 27B中蒸餾而來。

雖然它的參數隻有2.6B，但在LMSYS競技場上的得分，已經超越了GPT-3.5和Mixtral 8x7B！

在MMLU和MBPP基準測試中，它分別取得了56.1和36.6的優異成績；比起前代模型Gemma 1 2B，它的性能超過了10%。

小模型擊敗了大幾個數量級的大模型，再一次印證了最近業界非常看好的小模型方向。

Google在今天，一共公佈了Gemma 2家族的三個新成員：

• Gemma 2 2B：輕量級2B模型，在性能和效率之間實現了最大的平衡

• ShieldGemma：基於Gemma 2構建的安全內容分類器模型，用於過濾AI模型的輸入和輸出，確保用戶安全

• Gemma Scope：一種可解釋性工具，提供對模型內部運行機制的無與倫比的洞察

6月，27B和9B Gemma 2模型誕生。

自發佈以來，27B模型迅速成為大模型排行榜上，排名前列的開源模型之一，甚至在實際對話中表現超過了參數數量大兩倍的流行模型。

Gemma 2 2B：即刻在設備上使用

輕量級小模型Gemma 2 2B，是從大模型中蒸餾而來，性能毫不遜色。

在大模型競技場LMSYS上，新模型取得令人印象深刻的1130分，與10倍參數的模型不相上下。

GPT-3.5-Turbo-0613得分為1117，Mixtral-8x7b得分為1114。

足見，Gemma 2 2B是最好的端側模型。

有網民在iPhone 15 Pro上，讓量化後的Gemma 2 2B在MLX Swift上運行，速度快到驚人。

具體來說，它能夠在各種終端設備，包括手機、筆記本，甚至是使用Vertex AI和Google Kubernetes Engine（GKE）強大的雲，皆能完成部署。

為了讓模型加速，它通過NVIDIA TensorRT-LLM完成了優化，在NVIDIA NIM平台也可使用。

優化後的模型適用於各種平台部署，包括數據中心、雲、本地工作站、PC 和邊緣設備。

它還可以支持RTX、RTX GPU、Jetson模塊，完成邊緣化AI部署。

此外，Gemma 2 2B無縫集成了Keras、JAX、Hugging Face、NVIDIA NeMo、Ollama、Gemma.cpp等，並很快將與MediaPipe集成，實現簡化開發。

當然，與Gemma 2一樣，2B模型也同樣可以用來研究和商用。

甚至，由於其參數量足夠下，它可以在Google Colab的免費T4 GPU層上運行，降低了開發門檻。

目前，每位開發者都可以從Kaggle、Hugging Face、Vertex AI Model Garden下載Gemma 2的模型權重，也可在Google AI Studio中試用其功能。

倉庫地址：https://huggingface.co/collections/google/gemma-2-2b-release-66a20f3796a2ff2a7c76f98f

ShieldGemma：最先進的安全分類器

正如其名，ShieldGemma是最先進的安全分類器，確保AI輸出內容具有吸引力、安全、包容，檢測和減少有害內容輸出。

ShieldGemma的設計專門針對四個關鍵的有害領域：

– 仇恨言論

– 騷擾內容

– 露骨內容

– 危險內容

這些開源分類器，是對Google現有的負責任AI工具包中安全分類器套件補充。

該工具包包括一種，基於有限數據點構建針對特定策略分類器的方法，以及通過API提供的現成Google Cloud分類器。

ShieldGemma基於Gemma 2構建，是行業領先的安全分類器。

它提供了各種模型參數規模，包括2B、9B、27B，都經過英偉達速度優化，在各種硬件中可以高效運行。

其中，2B非常適合在線分類任務，而9B和27B版本則為對延遲要求較低的離線應用提供更高性能。

Gemma Scope：通過開源稀疏自編碼器揭示AI決策過程

此次同時發佈的另一大亮點，就是開源稀疏自編碼器——Gemma Scope了。

語言模型的內部，究竟發生了什麼？長久以來，這個問題一直困擾著研究人員和開發者。

語言模型的內部運作方式往往是一個謎，即使對於訓練它們的研究人員，也是如此。

而Gemma Scope就彷彿一個強大的顯微鏡，通過稀疏自編碼器 (SAEs) 放大模型中的特定點，從而使模型的內部工作更易於解釋。

有了Gemma Scope以後，研究人員和開發者就獲得了前所未有的透明度，能夠深入瞭解Gemma 2模型的決策過程。

Gemma Scope是數百個適用於Gemma 2 9B和Gemma 2 2B的免費開放稀疏自動編碼器 (SAE) 的集合。

這些SAEs是專門設計的神經網絡，可以幫助我們解讀由Gemma 2處理的密集、複雜信息，將其擴展成更易於分析和理解的形式。

通過研究這些擴展視圖，研究人員就可以獲得寶貴的信息，瞭解Gemma 2如何識別模式、處理信息、做出預測。

有了Gemma Scope，AI社區就可以更容易地構建更易理解、負責任和可靠的AI系統了。

同時，GoogleDeepMind還放出了一份20頁的技術報告。

技術報告：https://storage.googleapis.com/gemma-scope/gemma-scope-report.pdf

總結來說， Gemma Scope有以下3個創新點——

• 開源SAEs：超過400個免費提供的SAEs，覆蓋Gemma 2 2B和9B的所有層

• 互動演示：在Neuronpedia上無需編寫代碼，即可探索SAE功能，並分析模型行為

• 易於使用的資源庫：提供與SAEs和Gemma 2交互的代碼和示例

解讀語言模型內部的運作機制

語言模型的可解釋性問題，為什麼這麼難？

這要從LLM的運行原理說起。

當你向LLM提出問題時，它會將你的文本輸入轉換為一系列「激活」。這些激活映射了你輸入的詞語之間的關係，幫助模型在不同詞語之間建立聯繫，據此生成答案。

在模型處理文本輸入的過程中，模型神經網絡中不同層的激活代表了多個逐步高級的概念，這些概念被稱為「特徵」。

例如，模型的早期層可能會學習到像佐敦打籃球這樣的事實，而後期層可能會識別出更複雜的概念，例如文本的真實性。

用稀疏自編碼器解讀模型激活的示例——模型是如何回憶「光之城是巴黎」這一事實的。可以看到與法語相關的概念存在，而無關的概念則不存在

然而，可解釋性研究人員卻一直面臨著一個關鍵問題：模型的激活，是許多不同特徵的混合物。

在研究的早期，研究人員希望神經網絡激活中的特徵能與單個神經元（即信息節點）對齊。

但不幸的是，在實踐中，神經元對許多無關特徵都很活躍。

這也就意味著，沒有什麼明顯的方法，能判斷出哪些特徵是激活的一部分。

而這，恰恰就是稀疏自編碼器的用武之地。

要知道，一個特定的激活只會是少數特徵的混合，儘管語言模型可能能夠檢測到數百萬甚至數十億個特徵（也就是說，模型是稀疏地使用特徵）。

例如，語言模型在回答關於愛恩斯坦的問題時會想到相對論，而在寫關於煎蛋捲時會想到雞蛋，但在寫煎蛋捲時，可能就不會想到相對論了。

稀疏自編碼器就是利用了這一事實，來發現一組潛在的特徵，並將每個激活分解為少數幾個特徵。

研究人員希望，稀疏自編碼器完成這項任務的最佳方式，就是找到語言模型實際使用的基本特徵。

重要的是，在這個過程中，研究人員並不會告訴稀疏自編碼器要尋找哪些特徵。

因此，他們就能發現此前未曾預料過的豐富結構。

然而，因為他們無法立即知道這些被發現特徵的確切含義，他們就會在稀疏自編碼器認為特徵「觸發」的文本示例中，尋找有意義的模式。

以下是一個示例，其中根據特徵觸發的強度，用藍色漸變高亮顯示了特徵觸發的 Token：

用稀疏自編碼器發現特徵激活的示例。每個氣泡代表一個 Token（單詞或詞片段），可變的藍色說明了這個特徵的存在強度。在這個例子中，該特徵顯然與成語有關

Gemma Scope有何獨特之處？

比起此前的稀疏自編碼器，Gemma Scope有許多獨特之處。

前者主要集中在研究小型模型的內部工作原理或大型模型的單層。

但如果要把可解釋性研究做得更深，就涉及到瞭解碼大型模型中的分層複雜算法。

這一次，GoogleDeepMind的研究者在Gemma 2 2B和9B的每一層和子層的輸出上，都訓練了稀疏自編碼器。

這樣構建出來的Gemma Scope，總共生成了超過400個稀疏自編碼器，獲得了超過 3000萬個特徵（儘管許多特徵可能重疊）。

這樣，研究人員就能夠研究特徵在整個模型中的演變方式，以及它們如何相互作用，如何組合形成更複雜的特徵。

此外，Gemma Scope使用了最新的、最先進的JumpReLU SAE架構進行了訓練。

原始的稀疏自編碼器架構，在檢測特徵存在與估計強度這兩個目標之間，往往難以平衡。而JumpReLU架構，就能更容易地實現二者的平衡，並且顯著減少誤差。

當然，訓練如此多的稀疏自編碼器，也是一項重大的工程挑戰，需要大量的計算資源。

在這個過程中，研究者使用了Gemma 2 9B訓練計算量的約15%（不包括生成蒸餾標籤所需的計算），將約20 PiB的激活保存到了磁盤（大約相當於一百萬份英文域奇百科的內容），總共生成了數千億個稀疏自編碼器參數。

參考資料：

https://developers.googleblog.com/en/smaller-safer-more-transparent-advancing-responsible-ai-with-gemma/