Mamba:线性时间序列建模与选择性状态空间

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"Mamba:Linear-TimeSequenceModelingwithSelectiveStateSpaces是针对深度学习领域,特别是 Transformer 架构的一种新方法,旨在解决长序列处理时的计算效率问题。该论文提出了一个名为 Mamba 的模型,它结合了结构化状态空间模型(Structured State Space Models, SSMs)与输入地址相关的参数,以实现线性时间复杂度的序列建模,并在内容推理能力上进行了增强。" 深度学习和人工智能领域的进步主要归功于基础模型,这些模型大多基于Transformer架构及其核心的注意力机制。Transformer由于其强大的表示能力和广泛的应用,已经在多个领域取得了显著成果,特别是在语言等重要模态上。然而,随着序列长度的增加,Transformer的计算复杂度呈平方级增长,这限制了其在处理长序列任务时的效率。 为了克服这一挑战,研究者们提出了许多次平方时间复杂度的架构,如线性注意力、门控卷积和递归模型,以及结构化状态空间模型(SSMs)。尽管这些方法在一定程度上缓解了计算效率问题,但它们在处理语言等关键模态时的表现并未能超越注意力机制。Mamba模型的出现正是针对这个问题,它试图弥补SSM模型在内容推理能力上的不足。 Mamba模型的创新之处在于两方面:首先,它允许SSM的参数成为输入地址的函数,这在离散模态中解决了SSM的弱点。通过这种方式,模型可以根据当前的令牌动态地选择性地传播或遗忘序列中的信息,增强了对序列长度维度上的信息处理能力。其次,即使在连续模态中,Mamba也通过引入内容依赖的更新规则来强化内容推理。这使得模型能够在处理序列时更加智能地决定哪些信息应该被保留,哪些可以被忽略,从而提高效率并保持性能。 此外,论文可能还探讨了如何在保持线性时间复杂度的同时,有效地整合这些改进,以及在实际任务中的性能对比,例如机器翻译、语言建模和音频处理等。通过对这些任务的实验验证,Mamba展示了一种既能高效处理长序列,又能在多种模态中保持竞争力的新型序列建模方法。 "Mamba: Linear-Time Modeling With Selective State Space"为深度学习领域的序列建模提供了一个新视角,它不仅优化了计算效率,还提升了模型在内容推理方面的表现,对于推动未来高效且强大序列模型的发展具有重要意义。