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從數(shù)據(jù)到模型:看 DEEPSEEK 如何用訓(xùn)練優(yōu)化改寫 AI 規(guī)則

中投網(wǎng)2025-05-14 15:32 來源:中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦

中投顧問重磅推出"產(chǎn)業(yè)大腦"系列產(chǎn)品,高效賦能產(chǎn)業(yè)投資及產(chǎn)業(yè)發(fā)展各種工作場(chǎng)景,歡迎試用體驗(yàn)!

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在人工智能與數(shù)據(jù)安全雙重浪潮的推動(dòng)下,DeepSeek大模型一體機(jī)作為國(guó)產(chǎn)化大模型落地的“黃金載體”,正以顛覆性姿態(tài)開辟全新市場(chǎng)賽道。這一技術(shù)產(chǎn)品并非漸進(jìn)式創(chuàng)新,而是由數(shù)據(jù)主權(quán)覺醒、國(guó)產(chǎn)算力崛起、政策強(qiáng)驅(qū)動(dòng)三大變量催生的爆發(fā)式機(jī)會(huì)點(diǎn)。其核心價(jià)值在于以“開箱即用”模式破解企業(yè)大模型應(yīng)用的算力成本、隱私合規(guī)與部署效率痛點(diǎn),成為金融、政務(wù)、醫(yī)療等敏感領(lǐng)域智能化轉(zhuǎn)型的剛需基礎(chǔ)設(shè)施。
報(bào)告核心推薦價(jià)值:
唯一性:首個(gè)聚焦“大模型一體機(jī)”細(xì)分賽道的深度研究,覆蓋技術(shù)、政策與商業(yè)模式的交叉創(chuàng)新;
實(shí)戰(zhàn)性:基于50+企業(yè)案例,拆解金融、政務(wù)等核心場(chǎng)景的落地路徑與回報(bào)模型;
預(yù)見性:量化推演2027年國(guó)產(chǎn)替代臨界點(diǎn)與消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)爆發(fā)邏輯,預(yù)判產(chǎn)業(yè)格局重構(gòu)方向。
對(duì)于尋求第二增長(zhǎng)曲線的科技企業(yè)與投資者而言,DeepSeek大模型一體機(jī)賽道既是技術(shù)自主可控的國(guó)家戰(zhàn)略支點(diǎn),更是未來五年不可忽視的萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)機(jī)遇。
立即訪問我們“產(chǎn)業(yè)研究大腦”系統(tǒng)獲取報(bào)告,解鎖《2025-2029年中國(guó)Deepseek大模型一體機(jī)行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》!    


一、引言

在人工智能大模型領(lǐng)域,訓(xùn)練效率與效果一直是關(guān)鍵問題。DEEPSEEK 大模型一體機(jī)在軟件與算法層的訓(xùn)練優(yōu)化技術(shù)上取得了一系列創(chuàng)新突破,這些技術(shù)不僅提升了模型訓(xùn)練速度,還增強(qiáng)了模型性能,為大模型在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、高效的分布式訓(xùn)練技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)并行與模型并行結(jié)合

DEEPSEEK 大模型一體機(jī)采用數(shù)據(jù)并行與模型并行相結(jié)合的分布式訓(xùn)練策略。在數(shù)據(jù)并行方面,將訓(xùn)練數(shù)據(jù)分割成多個(gè)子集,分別在不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行計(jì)算。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有完整的模型副本,對(duì)各自的數(shù)據(jù)子集進(jìn)行前向傳播和反向傳播計(jì)算,然后通過網(wǎng)絡(luò)通信同步梯度信息。這種方式充分利用了多個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源,加速了訓(xùn)練過程。在一個(gè)包含 10 個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并行訓(xùn)練中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)處理 1/10 的數(shù)據(jù)子集,整體訓(xùn)練速度相較于單機(jī)訓(xùn)練大幅提升。

模型并行則針對(duì)模型結(jié)構(gòu),將不同的模型層分配到不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上。對(duì)于一些參數(shù)規(guī)模龐大的模型,如 DEEPSEEK 的百億級(jí)參數(shù)模型,模型并行可以有效緩解單個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)存壓力。在處理深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí),將前半部分網(wǎng)絡(luò)層部署在一個(gè)節(jié)點(diǎn),后半部分部署在另一個(gè)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)間協(xié)同完成前向和反向傳播,避免因單節(jié)點(diǎn)內(nèi)存不足導(dǎo)致訓(xùn)練中斷,同時(shí)提升計(jì)算效率。通過數(shù)據(jù)并行與模型并行的巧妙結(jié)合,DEEPSEEK 一體機(jī)在大規(guī)模模型訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源的高效利用,顯著縮短了訓(xùn)練時(shí)間。

2.2 通信優(yōu)化技術(shù)

在分布式訓(xùn)練中,節(jié)點(diǎn)間的通信開銷是影響訓(xùn)練效率的重要因素。DEEPSEEK 大模型一體機(jī)引入了先進(jìn)的通信優(yōu)化技術(shù)。采用高效的通信協(xié)議,如基于 RDMA(遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問)的通信協(xié)議,減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。RDMA 技術(shù)允許計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間直接訪問對(duì)方的內(nèi)存,無需經(jīng)過操作系統(tǒng)內(nèi)核,大大降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間開銷。在訓(xùn)練過程中,節(jié)點(diǎn)間同步梯度信息時(shí),RDMA 協(xié)議能夠快速將梯度數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋(gè)節(jié)點(diǎn),提升了訓(xùn)練的實(shí)時(shí)性。

為減少通信量,DEEPSEEK 一體機(jī)還采用梯度壓縮技術(shù)。在同步梯度信息時(shí),對(duì)梯度數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理,減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。通過量化算法,將梯度數(shù)據(jù)的精度降低,在一定程度上減少數(shù)據(jù)位數(shù),同時(shí)保持梯度信息的關(guān)鍵特征。采用 16 位甚至 8 位的量化方式來表示梯度數(shù)據(jù),在不顯著影響模型訓(xùn)練效果的前提下,大幅減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,進(jìn)一步提升了分布式訓(xùn)練的效率。

三、優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 混合專家(MoE)架構(gòu)優(yōu)化

DEEPSEEK 大模型采用的混合專家(MoE)架構(gòu)在訓(xùn)練優(yōu)化上有獨(dú)特設(shè)計(jì)。在 MoE 架構(gòu)中,模型由多個(gè)專家子網(wǎng)絡(luò)組成,動(dòng)態(tài)門控機(jī)制根據(jù)輸入數(shù)據(jù)特點(diǎn)決定激活哪些專家子網(wǎng)絡(luò)參與計(jì)算。在訓(xùn)練過程中,針對(duì)不同類型的任務(wù),門控機(jī)制能夠自適應(yīng)地調(diào)整專家子網(wǎng)絡(luò)的激活策略。在處理自然語(yǔ)言處理任務(wù)中的文本分類和情感分析時(shí),門控機(jī)制可根據(jù)文本內(nèi)容的特征,智能地選擇擅長(zhǎng)處理此類任務(wù)的專家子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,提高訓(xùn)練針對(duì)性和效率。

為提升專家子網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練效果,DEEPSEEK 對(duì)專家子網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)更新方式進(jìn)行優(yōu)化。不同的專家子網(wǎng)絡(luò)可以采用不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以適應(yīng)特定類型的任務(wù)。在圖像識(shí)別相關(guān)的專家子網(wǎng)絡(luò)中,采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),充分利用其對(duì)圖像特征提取的優(yōu)勢(shì);在處理時(shí)間序列數(shù)據(jù)的專家子網(wǎng)絡(luò)中,采用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在參數(shù)更新方面,針對(duì)每個(gè)專家子網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練情況,采用差異化的學(xué)習(xí)率調(diào)整策略,使各專家子網(wǎng)絡(luò)能夠更有效地學(xué)習(xí)到相關(guān)知識(shí),提升整個(gè)MoE 架構(gòu)的訓(xùn)練效果。

3.2 注意力機(jī)制改進(jìn)

注意力機(jī)制是大模型中的關(guān)鍵組成部分,DEEPSEEK 對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)新改進(jìn)。傳統(tǒng)的注意力機(jī)制在計(jì)算過程中,隨著輸入序列長(zhǎng)度增加,計(jì)算量呈二次方增長(zhǎng),這在大規(guī)模模型訓(xùn)練中成為效率瓶頸。DEEPSEEK 引入的多模態(tài)自適應(yīng)注意力機(jī)制,在訓(xùn)練時(shí)能夠根據(jù)不同模態(tài)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和重要性,動(dòng)態(tài)分配注意力權(quán)重。在處理包含文本和圖像的多模態(tài)數(shù)據(jù)訓(xùn)練任務(wù)時(shí),模型可根據(jù)任務(wù)需求,自動(dòng)調(diào)整對(duì)文本語(yǔ)義特征和圖像視覺特征的關(guān)注程度。在圖像描述生成任務(wù)中,訓(xùn)練時(shí)模型會(huì)更加關(guān)注圖像中的關(guān)鍵物體區(qū)域?qū)?yīng)的視覺特征,以及文本描述中的相關(guān)語(yǔ)義信息,通過這種動(dòng)態(tài)調(diào)整,提升模型對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的理解和處理能力,進(jìn)而提高訓(xùn)練效果。

為進(jìn)一步提升注意力機(jī)制的計(jì)算效率,DEEPSEEK 采用稀疏注意力技術(shù)。在訓(xùn)練過程中,對(duì)于輸入序列中的元素,只計(jì)算與關(guān)鍵元素相關(guān)的注意力權(quán)重,而不是對(duì)所有元素進(jìn)行全量計(jì)算。在處理長(zhǎng)文本時(shí),通過識(shí)別文本中的關(guān)鍵詞匯或語(yǔ)句片段,僅計(jì)算這些關(guān)鍵部分與其他部分之間的注意力關(guān)系,減少了不必要的計(jì)算量,在不影響模型性能的前提下,加速了訓(xùn)練過程。

四、訓(xùn)練數(shù)據(jù)處理與增強(qiáng)技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理優(yōu)化

DEEPSEEK 大模型一體機(jī)在訓(xùn)練數(shù)據(jù)預(yù)處理階段采用了一系列優(yōu)化技術(shù)。在文本數(shù)據(jù)處理方面,針對(duì)不同語(yǔ)言和領(lǐng)域的文本,采用定制化的分詞算法。對(duì)于中文文本,結(jié)合中文語(yǔ)言特點(diǎn),采用基于字和詞的混合分詞方法,能夠更準(zhǔn)確地將文本分割成有意義的單元,提升模型對(duì)中文語(yǔ)義的理解。在處理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域文本時(shí),利用領(lǐng)域特定詞典進(jìn)行分詞,確保醫(yī)學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)的準(zhǔn)確切分。

在圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理中,為提高訓(xùn)練效率,采用快速圖像縮放和裁剪技術(shù)。在保持圖像關(guān)鍵特征的前提下,通過優(yōu)化的圖像縮放算法,快速將圖像調(diào)整到合適的尺寸。采用雙線性插值等高效算法進(jìn)行圖像縮放,減少計(jì)算時(shí)間。在數(shù)據(jù)清洗環(huán)節(jié),利用自動(dòng)化算法檢測(cè)并去除噪聲數(shù)據(jù)、重復(fù)數(shù)據(jù),確保訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量,為模型訓(xùn)練提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4.2 數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用

為擴(kuò)充訓(xùn)練數(shù)據(jù)量,提升模型泛化能力,DEEPSEEK 廣泛應(yīng)用數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)。在圖像數(shù)據(jù)增強(qiáng)方面,采用旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、裁剪、添加噪聲等多種方式對(duì)原始圖像進(jìn)行變換。將圖像隨機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度,或進(jìn)行水平、垂直翻轉(zhuǎn),模擬不同視角下的圖像。在文本數(shù)據(jù)增強(qiáng)中,采用同義詞替換、句子重組、隨機(jī)刪除或插入詞匯等方法。將句子中的某些詞匯替換為同義詞,或隨機(jī)打亂句子中詞匯的順序,生成新的文本樣本,增加訓(xùn)練數(shù)據(jù)的多樣性,使模型在訓(xùn)練過程中能夠?qū)W習(xí)到更豐富的語(yǔ)言表達(dá)和語(yǔ)義關(guān)系,從而提升模型在不同場(chǎng)景下的泛化能力。

五、模型訓(xùn)練的超參數(shù)優(yōu)化

5.1 自動(dòng)化超參數(shù)搜索算法

超參數(shù)對(duì)模型訓(xùn)練效果有重要影響,DEEPSEEK 大模型一體機(jī)采用自動(dòng)化超參數(shù)搜索算法。使用隨機(jī)搜索算法,在超參數(shù)空間中隨機(jī)選取不同的超參數(shù)組合進(jìn)行模型訓(xùn)練,通過多次試驗(yàn)找到相對(duì)較優(yōu)的超參數(shù)設(shè)置。還引入更智能的貝葉斯優(yōu)化算法,該算法通過構(gòu)建超參數(shù)與模型性能之間的概率模型,根據(jù)已有的試驗(yàn)結(jié)果,智能地選擇下一個(gè)超參數(shù)組合進(jìn)行試驗(yàn),能夠更高效地搜索到最優(yōu)超參數(shù),減少超參數(shù)調(diào)整所需的時(shí)間和計(jì)算資源。

5.2 動(dòng)態(tài)超參數(shù)調(diào)整策略

在模型訓(xùn)練過程中,DEEPSEEK 采用動(dòng)態(tài)超參數(shù)調(diào)整策略。學(xué)習(xí)率是一個(gè)關(guān)鍵超參數(shù),在訓(xùn)練初期,為加快模型收斂速度,采用較大的學(xué)習(xí)率;隨著訓(xùn)練的進(jìn)行,為避免模型在最優(yōu)解附近振蕩,逐漸減小學(xué)習(xí)率。根據(jù)模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集上的性能表現(xiàn),動(dòng)態(tài)調(diào)整正則化參數(shù)。如果模型在驗(yàn)證集上出現(xiàn)過擬合現(xiàn)象,適當(dāng)增大正則化參數(shù),加強(qiáng)對(duì)模型復(fù)雜度的約束;如果模型欠擬合,則減小正則化參數(shù),使模型能夠更好地學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)特征,通過動(dòng)態(tài)調(diào)整超參數(shù),提升模型訓(xùn)練的穩(wěn)定性和效果。

六、結(jié)論

DEEPSEEK 大模型一體機(jī)在軟件與算法層的訓(xùn)練優(yōu)化技術(shù)上,通過高效的分布式訓(xùn)練技術(shù)、優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與增強(qiáng)技術(shù)以及智能的超參數(shù)優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)了訓(xùn)練效率和模型性能的雙重提升。這些創(chuàng)新技術(shù)為大模型的訓(xùn)練提供了更高效、更穩(wěn)定的解決方案,推動(dòng)了大模型在人工智能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,使其能夠更好地服務(wù)于科研、商業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域,為用戶帶來更強(qiáng)大、更智能的應(yīng)用體驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,DEEPSEEK 有望在訓(xùn)練優(yōu)化技術(shù)上持續(xù)創(chuàng)新,進(jìn)一步提升大模型的競(jìng)爭(zhēng)力。

 

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