უკან დაბრუნება

შეკუმშვა პროგნოზირებაა: რატომ წყვეტენ კომპრესორები და LLM-ები ერთსა და იმავე ამოცანას
SiTech AI Team2 წთ. საკითხავი

შეკუმშვა პროგნოზირებაა: რატომ წყვეტენ კომპრესორები და LLM-ები ერთსა და იმავე ამოცანას

ngrok-ის სტატიაში ენი სექსტონი ამტკიცებს, რომ მონაცემთა შეკუმშვა და დიდი ენობრივი მოდელები ერთი და იმავე მათემატიკის ორი მხარეა, ენტროპია კი ის ზღვარია, რომლის დაწევასაც ორივე ცდილობს.

ngrok-ის დეველოპერ-განმანათლებელმა ენი სექსტონმა 11 აგვისტოს გამოაქვეყნა ვრცელი სტატია „Compression is prediction", რომლის ცენტრალური მტკიცებაა, რომ მონაცემთა შეკუმშვა და დიდი ენობრივი მოდელები ერთი და იმავე მათემატიკის ორი გამოხატულებაა. ავტორი ნაბიჯ-ნაბიჯ ხსნის, როგორ მუშაობს კომპრესორი, და იმ წერტილამდე მიდის, სადაც ეს ორი სფერო ერთმანეთს ემთხვევა.

ზედმეტობა და არა მხოლოდ შემოკლება

სექსტონი იწყებს მინიფიკაციით: JavaScript-ის კოდის ფრაგმენტი კომენტარების, ცარიელი ადგილებისა და გრძელი ცვლადების სახელების მოშორებით 156 სიმბოლოდან 62-მდე მცირდება, თუმცა ამას მონაცემთა შეკუმშვად არავინ თვლის. ნამდვილი შეკუმშვა ზედმეტობას იყენებს: 28-სიმბოლოიანი სტრიქონი „AAAAAAAAABBBBCCDAAADDDDDDDDD" გამეორებათა კოდირებით (run-length encoding) იწერება როგორც „A9B4C2D1A3D9" და 224 ბიტიდან 96 ბიტამდე, 57 პროცენტით მცირდება.

თანამედროვე ხელსაწყოები სამი ნაწილისგან შედგება: ტრანსფორმაცია, მოდელი და ენტროპიული კოდერი. მოდელი სიმბოლოებს ალბათობებს ანიჭებს, ენტროპიული კოდერი კი ამ ალბათობებს ბიტებად აქცევს. არითმეტიკული კოდირება მთელ „ABABAAC" სტრიქონს ერთ ორობით წილადად — 0.3876953125 — წარმოადგენს, რისთვისაც 56 ბიტის ნაცვლად 10 ბიტი საკმარისია.

ენტროპია ზღვარია

სიმბოლოზე საშუალოდ დახარჯული ბიტების რაოდენობა ენტროპიაა — შენონის ზღვარი, რომელსაც უდანაკარგო შეკუმშვა ვერ გადალახავს. დახრილი განაწილება უკეთ იკუმშება: ერთი ასოს მიერ დომინირებულ 12-სიმბოლოიან სტრიქონზე საშუალოდ 0.82 ბიტი მოდის, მაშინ როცა ბალანსირებულ მაგალითს 1.38 ბიტი სჭირდებოდა. კონტექსტი კიდევ უფრო ამძაფრებს ალბათობებს: ასო U ინგლისურ ტექსტში 0.028 ალბათობით გვხვდება, Q-ს შემდეგ კი — 0.999-ით, რაც 5.16 ბიტის ნაცვლად 0.001 ბიტია. „TO BE OR NOT TO BE"-ზე პირველი რიგის მოდელმა შეკუმშული მონაცემი 47 ბიტიდან 21-მდე დაიყვანა.

LLM-ები როგორც პროგნოზირების ხელსაწყო

2023 წელს Google DeepMind-ის ნაშრომმა დაასაბუთა, რომ ენობრივი მოდელირება და შეკუმშვა ერთი მოვლენის ორი ხედვაა. სექსტონი ამ ლოგიკას მიჰყვება: LLM შემდეგი ტოკენისთვის ალბათობათა განაწილებას აბრუნებს, ხოლო ამ ტოკენის შესანახად საჭირო ბიტების რაოდენობა მოდელის მიერ მინიჭებული ალბათობის უარყოფითი ლოგარითმია. Cross-entropy — სიდიდე, რომელსაც ენობრივი მოდელები წვრთნისას ამცირებენ — იგივე ფორმულით გამოითვლება. დიკენსის ციტატაზე პირველი რიგის მოდელს 434 ბიტი დასჭირდა, GPT-2-ს კი მხოლოდ 176 — ორიგინალის 10 პროცენტი.

პრაქტიკული შეზღუდვებიც რჩება: მრავალგიგაბაიტიანი მოდელის ჩატვირთვა HTTP-პასუხების შესაკუმშად მეტი დაჯდება, ვიდრე დაზოგილი ბაიტები, ამიტომ ვებს ისევ gzip და Brotli ატარებენ. ღია კითხვა კი ის არის, რამდენად დაბლა შეუძლია უკეთეს პროგნოზირებას ამ ზღვრის დაწევა.

გააზიარე ციფრული გამოცდილება

SiTech

SiTech — AI-გაძლიერებული ვებ დეველოპმენტი

ვქმნით სწრაფ, თანამედროვე ვებსაიტებს და AI-ს ვაერთიანებთ ქართული ბიზნესებისთვის. გაქვთ პროექტი ან კითხვა? სიამოვნებით დაგეხმარებით.