The Structure of Relation Decoding Linear Operators in Large Language Models
文章总结与翻译一、主要内容本文围绕大型语言模型(LLM)中关系解码线性算子的结构展开研究,核心内容包括:研究基础:基于Hernandez等人2023年的研究,其发现Transformer模型中特定关系(如“首都属于国家”)的主语嵌入到宾语嵌入的转换可通过线性关系嵌入(LRE)矩阵近似表示。本文将该单一关系研究扩展到多关系集合,探索其整体组织规律。核心发现:多关系解码器集合可通过3阶张量网络大幅压缩,且解码准确率无显著损失,揭示了关系间的冗余性。线性关系解码器并非编码特定关系,而是提取跨关系的粗粒度语义属性(如“国家相关”属性涵盖首都所属国家、食物来源国家等关系),这种属性中心结构解释了压缩可行性和泛化局限性(仅对语义相近的新关系泛化)。实验设计:模型与数据集:使用GPT-J、Llama 3.1 8B、GPT-NeoX-20B三种LLM,以及Hernandez原数据集(47个独立关系)、扩展数据集(79个含语义重叠的关系)和数学数据集(算术运算关系)。关键方法:提出交叉评估协议(将一个关系的解码器应用于其他关系的主语)验证语义相似性;设计两种张量网络架构(SimpleOrder3Network和TriangleTensorNetwork)实现压缩;通过随机化嵌入实验验证关系、主语和宾语嵌入的重要性。