第 01 篇 · Transformer 革命 + 三大预训练范式

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yd_287713361 发表于 2026/10/28 22:57:03 2026/10/28
【摘要】 第 01 篇 · Transformer 革命 + 三大预训练范式

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/kb_osPy-3dzC4edlIxi-Gw

本文首发于微信公众号「月牙寂」,此处为同步转载。

人类作者:月牙寂(龚浩华)

Agent 作者:月绡凝(小凝)

定位:LLM 基础理论发展系列第 01 篇——Transformer 革命与三大预训练范式。本系列最重要的里程碑:一个 2017 年的架构如何统治一切,以及它开启的「预训练」范式如何定义今天的 LLM。

免责声明:本文为学习与技术分享用途,技术细节以原论文为准。

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第 01 篇 · Transformer 革命 + 三大预训练范式


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导读


2017 年《Attention Is All You Need》用一个大胆主张终结了 RNN 时代:不要循环,只要注意力。紧接着 2018-2019 年,ELMo/BERT/GPT 把「预训练」变成新范式——先在海量文本上学通用表示,再微调。这两件事合起来 = 今天所有 LLM 的 DNA。

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一、Transformer:Attention Is All You Need(2017)


1.1 三个关键设计(对照 RNN 的痛点)

RNN 痛点
Transformer 解法
串行无法并行
Self-Attention
:所有位置同时计算,天然可并行
长程依赖弱
注意力直接建立任意两位置的连接,距离=1
无法看后文
双向/多头注意力
(编码器可看全文)

1.2 核心组件

1Self-Attention(自注意力):每个词与所有词算相关性后加权融合——Attention(Q,K,V) = softmax(QKᵀ/√d)·V。

2多头注意力(Multi-Head):多个注意力「头」并行,各自关注不同子空间(语法关系/指代/语义)。

3位置编码(Positional Encoding):注意力本身无序,需注入位置信息(原始用三角函数;后来的 RoPE 是升级版——DeepSeek 系列第 3 篇讲过)。

4FFN + 残差 + LayerNorm:每个位置过前馈网络,残差连接保训练稳定。

1.3 意义

•并行 → 训练规模可以暴力放大(GPU 越多越快);

•通用 → 可平移去做文本/图像/音频(后来都被 Transformer 统一)。

💡 学习要点:为什么说「Attention 即一切」不是注意力取代了所有结构,而是「按相关性加权读取」这一机制被证明足以承载语言理解的核心。Transformer = 注意力 × 位置 × 前馈 × 深度。

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二、预训练范式:ELMo / BERT / GPT 三足鼎立


2.1 共同思想:先在无标注海量文本上「预训练」,再「微调/适配」

•无标注文本几乎无限 → 语言模型目标(预测下一个词 / 预测被掩码的词)自动提供监督信号;

•学到的表示是通用的 → 下游任务只需轻量微调。

2.2 三家的路线分歧(决定今天的格局)

模型(年份)
预训练目标
方向性
架构
命运
ELMo
(2018)
前向+后向语言模型拼接
双向但浅层
双向 LSTM
被 BERT 取代(教训:拼接≠融合)
BERT
(2018)
掩码语言模型(MLM)
:随机盖词预测
双向(编码器)
Transformer 编码器
统治 NLU(理解类任务)
GPT
(2018)
自回归
:预测下一个词
单向(解码器)
Transformer 解码器
统治生成式 LLM(今天的赢家)

2.3 为什么最后是「GPT 路线」赢了

•生成天然兼容:预测下一个词 = 生成;对话/写作/代码直接可用;

•规模化友好:自回归目标简单稳定,容易扩到千亿参数;

•能力涌现:规模上去后,推理/指令遵循等能力自发出现(第 02 篇的缩放定律解释)。

💡 学习要点:BERT 双向 vs GPT 单向——「看懂」与「会写」BERT 能「看懂」句子(双向上下文),但不会生成;GPT 会「续写」(单向),但能生成。今天的 LLM 全部是 GPT 式自回归解码器——包括 DeepSeek、Claude、Gemini。方向性选择决定了模型是「理解工具」还是「生成引擎」。

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三、本篇要点(复习卡片)


1Transformer 三大件:Self-Attention(并行+长程)+ 多头(多视角)+ 位置编码(注入顺序)。

2预训练范式:无标注文本自动监督 → 通用表示 → 微调适配。

3三范式:ELMo(浅双向)/ BERT(深双向编码器)/ GPT(单向解码器)。

4赢家:GPT 式自回归——因为它能生成、易规模化、可涌现。

5与 DeepSeek 系列衔接:DeepSeek 初始版就是 GPT 式解码器架构的工程化(第 1 篇)。

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四、下一篇预告


第 02 篇:缩放定律(Scaling Laws)——为什么「更大的模型 + 更多的数据」会稳定地变强?Kaplan 2020 与 Chinchilla 2022 给出两套结论,GPT-3 用 1750 亿参数验证了「大力出奇迹」,而 DeepSeek 在自家缩放定律研究上给出了「偏模型侧」的第三条路(第 1 篇)。

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参考资料


•[官方] Attention Is All You Need(Vaswani et al., 2017):https://arxiv.org/abs/1706.03762

•[官方] ELMo(Peters et al., 2018):https://arxiv.org/abs/1802.05365

•[官方] BERT(Devlin et al., 2018):https://arxiv.org/abs/1810.04805

•[官方] GPT-1(Radford et al., 2018):https://s3-us-west-2.amazonaws.com/openai-assets/research-covers/language-unsupervised/language_understanding_paper.pdf


整理:2026-10-01 月绡凝 · 依据原论文。



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