《图解大模型》深度解析:助你掌握生成式AI核心原理与实战

《图解大模型》:图文并茂,手把手带你理解AI大模型核心原理,掌握实战开发技巧。

原文标题:我力荐这本书,贼好懂,还讲得特别细致!

原文作者:图灵编辑部

冷月清谈:

《图解大模型》一书深入浅出地讲解了人工智能大模型的核心原理与实战应用,旨在帮助读者不仅理解理论,更能动手构建LLM应用。该书由擅长可视化分析的Jay Alammar和实战经验丰富的Maarten Grootendorst联手打造,通过丰富的图示、插图和代码示例,系统阐释了Transformer、嵌入模型、提示工程、检索增强生成(RAG)和LangChain框架等关键技术。它涵盖了从模型内部工作机制、应用开发到高级模型优化(如微调、适配器、量化)的完整链条,特别强调了从“知道”到“动手实践”的转变。本书不仅适合初入大模型世界的新手,也适用于希望进一步掌握其应用的开发者,旨在帮助读者亲手构建LLM应用,实现理论与实践的结合

怜星夜思:

1、书中提到了提示工程里的“Tree of Thought”(思维树)方法,听说它能引导模型展开多条思路。请问,在那种对实时响应速度要求很高的场景下,比如客服聊天机器人,这种方法的效果如何?它可能存在哪些潜在的缺点呢?
2、文章里提到检索增强生成(RAG)技术可以“让大模型看懂你的知识库”,这在构建企业内部的私有ChatGPT时非常有用。但是,除了技术实现本身,大家觉得在把RAG系统真正整合进一个大型企业的现有工作流程中时,最大的挑战或潜在的坑会是什么?
3、文章提到在数据有限的情况下,可以用增强版SBERT等方法对模型进行微调。对于我们这些没有大型GPU集群的个人学习者或开发者来说,有没有什么比较经济实惠甚至免费的途径,可以实际操作这些微调技术,感受一下效果呢?还是说,这依然是个“烧钱”的领域,普通人很难涉足?

原文内容

通过让机器更好地理解并生成类人语言,大模型为人工智能领域打开了全新的可能性,并深刻影响了整个行业。

这是《图解大模型》一书中由作者 Jay Alammar 和 Maarten Grootendorst 撰写的开篇语。随着人工智能的不断演进,大模型正站在最前沿,彻底改变我们与机器的互动方式、信息处理流程,甚至语言本身的理解方式。

当今这个由 AI 驱动的时代,我们早已不再惊讶于 ChatGPT 编写诗歌、Copilot 生成代码,甚至 Midjourney 一键出图。大模型(LLM)正悄然渗透进各行各业,深刻改变着我们与机器的互动方式。而如果你想真正理解这些改变背后的技术逻辑,亲手构建属于自己的 LLM 应用,那么这本《图解大模型》将是一本不可错过的实战之书。

作者 Jay Alammar 和 Maarten Grootendorst,一个是以图解 Transformer 闻名的可视化大牛,另一个是 BERTopic 作者、embedding 实战派。这对组合联手打造的这本书,既有清晰的技术讲解,也有动手实操的示例代码,堪称想看懂又能上手的理想教程。

为什么这本书值得读?

不再被 Transformer 吓退

第 1 章提供了语言模型内部工作机制的高级概述,第 2 和第 3 章则对这些概念进行了更深入的拆解。

作者巧妙地使用图示、插图和代码示例来解释复杂主题,如分词、嵌入、Transformer 模型以及注意力机制。

解码器具有一个附加的注意力层,用于关注编码器的输出

阅读建议:第 1 章内容可能更适合具备机器学习背景的读者,对其他人而言可能略显艰涩。如果你觉得吃力,可以先快速浏览;后面的第 2、3 章会对这些内容进行更细致的讲解。

重新认识 embedding 的价值


嵌入模型在该领域的重要性不言而喻,因为它们是众多应用背后的核心驱动力。

第 4 章讲解了如何利用开源嵌入模型完成分类任务,无需高成本的微调,也不需要 GPU 训练,甚至可以处理无标签数据。

第 5 章讲解了如何用嵌入模型进行文本聚类,识别异常点、加速标注流程,或是在大量文本中抽取主题信息。

提示工程

第 6 章对提示工程的讲解非常实用,哪怕你只是日常使用 ChatGPT,也能从中学到设计 prompt 的思路。

其中“Tree of Thought”方法更是让我印象深刻,一个简单的模板就能引导模型展开多条思路,非常适合任务拆解。

利用树状结构,生成模型可以生成待评分的中间思考过程。最有希望的思考过程会被保留,而较差的会被剪枝

检索增强生成(RAG

第 8 章专门介绍了热门的 RAG 技术 —— “让大模型看懂你的知识库”。不仅讲解了基础架构,还涵盖了高级技巧与评估方法,是构建私有 ChatGPT 的核心章节。

生成式搜索在搜索流程的末端生成答案和摘要,同时引用其来源(由搜索系统的前序步骤返回)

LangChain 框架实战 

第 7 章系统介绍了 LangChain,这个目前很受欢迎的 LLM 应用开发框架。对于开发者来说,这一章可以大大缩短上手时间,尤其是 Agent 部分的讲解更是非常具有启发性。

LangChain 作为全功能 LLM 应用框架,其模块化组件可通过链式架构构建复杂的 LLM 系统

大模型在搜索引擎中的应用

第 8 章还探讨了语义搜索在 Google、Bing 等搜索引擎中的应用,讲解了 reranking(重排序)优化搜索结果的工程机制,内容很硬核。

LLM 重排器作为搜索流程组件,其目标是根据相关性对候选搜索结果重新排序

多模态

第 9 章介绍了如何将图像信息引入大模型体系,实现图文联合理解,例如图像问答、语义搜索等前沿场景。

多模态嵌入模型可在同一向量空间中为不同模态生成嵌入向量

命名实体识别(NER)

作者还在书中介绍了如何通过 NER 精准地识别文本中的人名、地名等实体,特别适用于涉及敏感信息的脱敏处理

微调后的 BERT 模型能够识别人名和地点等命名实体

模型训练与微调

这一部分是我最期待的内容之一——将大模型(LLM)适配到特定的应用场景,展现了它们的灵活性和广泛的适用性。第 10 到第 12 章就专门聚焦于这个主题,涵盖了嵌入式模型和生成式模型的应用。

我特别喜欢第 10 章,它讲解了如何在数据有限的情况下使用增强版 SBERT(Augmented SBERT)对模型进行微调,并介绍了用于无监督训练的 TSDAE 方法。这些技术在缺乏大规模标注数据时非常有价值。

第 11 章则超越了传统的分类任务微调范畴,深入探讨了如何根据算力资源有选择性地微调模型的部分层级。作者对“微调部分层”和“微调全部层”的对比分析,也提供了在资源有限或训练时间受限的情况下,做出合理取舍的实用指南。

第 10 至 12 章聚焦 LLM 的定制化使用,包括少量数据下的微调方法(如 Augmented SBERT、TSDAE)、选择性微调策略,以及 Adapter 模型和量化技术。对于有意将 LLM 应用到具体场景的开发者来说,这几章干货满满。

冻结特定编码器块对模型性能的影响。训练更多模块带来的性能提升会快速趋于平缓

第 12 章介绍了“适配器(Adapters)”的概念,它为每个下游任务都进行完整微调提供了一种替代方案。这种方法与构建可组合的软件的理念高度契合,而这正是工程师们始终追求的目标。此外,本章还探讨了量化(Quantization)技术如何提升训练效率,将数学原理与计算机科学方法相结合,展现了模型优化中的一系列创新策略。

专门用于特定任务的适配器可以被替换到相同的架构中,前提是它们共享原始模型架构和权重

无论你是初入大模型世界的新手,还是希望进一步掌握其应用的开发者,《图解大模型》这本书可以说都是一本不可错过的实用指南。

作者不仅用清晰的语言和丰富的图示解析复杂概念,还提供了大量可运行的代码示例,真正做到了手把手教学。

更难得的是,作者还附上了大量公开论文作为延伸阅读,帮助读者进一步深入探索。

随着 AI 技术的不断演进,理解并掌握大语言模型,已经成为越来越多技术岗位的核心能力。

如果你想往前更进一步,这本书不仅给你基础,还带你走向实际落地的第一步。读完之后,你不会只停留在知道,而是真正地开始去用。

推荐每一位想要理解并拥抱大模型时代的读者阅读。

推荐指数:

《图解大模型:生成式AI原理与实战》

[沙特] 杰伊·阿拉马尔,[荷] 马尔滕·格鲁滕多斯特 | 著

李博杰 | 译
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《图解DeepSeek技术》

[沙特] 杰伊·阿拉马尔, [荷] 马尔滕·格鲁滕多斯特 | 著

李博杰 孟佳颖 | 译

2 小时搞懂 DeepSeek 底层技术。近 120 幅全彩插图通俗解读,内容不枯燥。从推理模型原理到 DeepSeek-R1 训练,作者是大模型领域知名专家 Jay & Maarten, 袋鼠书《图解大模型》同系列,广受欢迎。

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嗯,这个“Tree of Thought”听起来很酷,但用在实时客服这种地方,搞不好就“卡壳”了。它让模型多想几步,这个过程肯定要时间的呀。客服嘛,讲究一个“秒回”,你让AI在那儿“嗯……让我想想我的下一步棋是什么”,用户怕不是要急疯。我觉得它的缺点就是会增加推理延迟,而且多路径探索也可能消耗更多计算资源,划不来。更适合那种需要深度分析、不用立即给出答案的场景,比如写代码、做研究报告啥的。

关于思维树(Tree of Thought)在实时响应场景下的应用,我的看法是:它的优势在于通过多路径探索提升深度思考和问题解决能力,但这无疑会增加显存占用和推理时间。对于实时性要求极高的客服机器人,每一秒的延迟都可能影响用户体验和满意度。因此,在这种场景下,思维树的计算开销可能成为其主要缺点,导致响应变慢。或许,它更适合那些允许模型进行深度思考,且对响应时间不那么敏感的复杂任务,例如创意写作、复杂的逻辑推理或规划类应用。实时应用可能需要更简洁、高效的提示策略。

没有大GPU集群?没关系,你不是一个人在战斗!我敢说99%的个人玩家都没那条件。不过现在“省钱大法”可多了。比如Google Colab,虽然免费版有点限制,但做实验、跑小数据集绝对够用。Kaggle也提供免费算力,甚至有些国产AI平台也有免费试用。要是想跑大一点的,租云服务器的GPU也比直接买划算啊!按小时计费,用多少算多少。现在好多微调技术比如LoRA,就是专门为“穷人”设计的,用小算力也能出效果。所以,别说烧钱了,现在更流行的是“抠门式训练”!

将RAG系统整合进大型企业,技术实现固然关键,但真正的挑战往往在于非技术层面。首先是“数据治理与质量”,企业内部数据源通常分散、格式不一、质量参差,如何有效清洗、整合并保持实时更新是一个巨大的工程。其次是“安全与合规性”,涉及敏感信息的访问控制、数据泄露风险,以及如何确保AI生成内容符合行业法规。再次是“用户信任与采纳”,员工需要时间理解并信任AI的输出,如果RAG系统无法提供可靠、可追溯的答案,可能导致用户仍旧依赖传统方法。最后是“维护与扩展性”,随着知识库的膨胀和业务需求的变化,RAG系统的持续优化和扩展是一项长期而艰巨的任务。

把RAG弄进大公司?哦,那得先过五关斩六将!最大的坑就是:你的知识库能有多“脏”?各种年代久远的Word文档、图片里的文字、PDF扫描件、还有那个80年代的Access数据库……AI看了都要哭!另外,IT部门会问你跑在哪台服务器上,安全部门会问你数据怎么出入,法务部门会问你会不会泄密。最后,最致命的一点是,员工会问:“RAG是啥?哦,能帮我写PPT吗?不能啊?那算了,我还是问老王吧!”哈哈,人员接受度才是真的难!

我觉得吧,技术上实现RAG可能还好,但真要整合到大企业里,那麻烦事可就多了。最大的挑战可能是“数据孤岛和数据权限”。一个企业内部数据可能分散在几十个系统里,每个系统有不同的权限管理。你怎么确保RAG模型能拿到所有它该看的数据,又不会越权访问不该看的数据?还有就是“答案的准确性和可信度”,如果RAG给的答案不够准确,或者跟员工的经验有偏差,大家可能就不信任它了。最后,还有个“维护成本”,知识库是动态变化的,RAG也得跟着更新啊,这可不是一锤子买卖。

对于个人实践者而言,尽管全模型微调大型LLM确实资源密集,但受益于参数高效微调(PEFT)技术如LoRA、QLoRA等的兴起,小规模数据集的微调已变得相当可行且经济。云平台提供了多种免费或低成本的GPU资源:例如,Google Colab Pro/Pro+提供带GPU的Notebook环境,Kaggle Kernels也提供免费GPU额度。此外,Vast.ai或RunPod这类GPU租赁平台按小时计费,成本远低于自购硬件。利用这些平台和PEFT策略,你完全可以在有限预算下,对预训练的LLM进行高效微调以适应特定任务,甚至可以在消费级GPU上进行尝试。所以,这不再是遥不可及的领域,关键在于选择合适的策略和工具。

哦,这个问题问到心坎里了!我就是那种看着模型论文淌哈喇子,但一想到GPU就心痛的人。不过现在真的没那么“烧钱”了!你去试试Google Colab Pro,每个月就几十块钱,就能有比较好的GPU跑实验。Kaggle的Notebook也有免费的GPU可以用。或者,Hugging Face上面很多模型都适配了量化、LoRA这种“轻量级”微调技术,意味着你用一个普通显卡(比如N卡30系、40系)或者租个便宜的云主机,就能跑起来。现在很多教程都教你怎么在消费级显卡上做微调了,真的没那么遥不可及了,大胆去尝试吧!

思维树?听起来是不是特高大上?但说实话,在“客户正在咆哮着等答案”的客服场景里,你让AI去“展开多条思路”?那不就是给AI找借口磨洋工吗!客户可没时间等它慢慢“思考人生”。估计缺点就是:AI还在树上荡秋千呢,客户早就摔手机了。所以,除非你家客服机器人是搞哲学辩论的,不然还是老老实实直接给答案吧!