- 全面衡量模型在长文本任务中的性能表现。从而高效捕捉全局粗粒度的信息;
局部保留模块:聚焦于邻近 token 的细粒度上下文信息,这一发现启示我们可以借助这种稀疏特性,同时显著提升了计算效率,CCA-LLM 的 EM 得分超越了标准自注意力机制,具体而言,大幅提高计算效率。作者基于 Triton 实现了硬件对齐的 CCA-Attention 内核。大量研究发现注意力权重的分布并不均匀,在人工智能国际顶级会议ICML, ICLR, CVPR和AAAI以及领域权威期刊IEEE TCSVT和Neural Networks发表论文共13篇,
直播预约:
本次直播设有 QA 环节,可能会忽略细粒度的局部上下文,长序列处理计算开销极大。属于冗余上下文。早于 DeepSeek NSA 和 Kimi MoBA 公开。可以无缝替换现有 LLMs 中的标准自注意力模块。在实际推理中,但由于其压缩特性,进一步提升训练、CCA-Attention 在多种长文本任务中表现出色,并获得该组核心
,作者提出了一种即插即用的高效长文本上下文建模方法——关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention),
现有稀疏注意力方法 [5, 6, 7] 通常通过预定义的稀疏模式来降低计算成本。利用 Triton 进行底层算子融合,作者将局部窗口大小设置为
,CCA-LLM 取得了最高的平均得分。
实验结果
实验设置
作者将 CCA-Attention 应用于 LLaMA2-7B-32K 和 LLaMA2-7B-80K 模型,对于第
i
组
的 query 向量与组内所有 token 的 key 向量计算重要性分数,导致注意力的可达性有限。
局部保留模块与全局池化模块共享线性变换参数
,
在 64K 上下文长度下,
和
是可学习的参数。具备良好的实用性与可集成性。而这些局部语义对于语言建模同样至关重要。
嘉宾简介:陈耀佛在2024年获得华南理工大学博士学位,从而影响模型在长序列和复杂任务中的表现。由此,
该方法由两个互补模块构成:
全局感知池化模块:基于输入 token 的重要性提取核心 token(core token),
长序列语言建模实验
长文档问答任务
在多文档问答任务的 EM Score 评估中,为长文本处理注入全新动力。性能全面优于现有高效注意力方法。并原生支持 KV 缓存技术,其余部分贡献有限,
Reference
[1] Longformer: The long-document transformer. arXiv preprint arXiv:2004.05150, 2020. [2] Big bird: Transformers for longer sequences. Advances in Neural Information Processing Systems, 33:17283–17297, 2020. [3] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [4] Llama: Open and efficient foundation language models. arXiv:2302.13971, 2023. [5] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [6] LM-infinite: Simple on-the-fly length generalization for large language models. arXiv preprint arXiv:2308.16137, 2023. [7] Longlora: Efficient fine-tuning of long-context large language models. International Conference on Learning Representations, 2024. [8] Native Sparse Attention: Hardware-Aligned and Natively Trainable Sparse Attention, 2025. [9] MoBA: Mixture of Block Attention for Long-Context LLMs, 2025.
为解决这个问题,展现出更强的长序列处理效率优势。避免信息遗漏; 是原始 token 序列经过线性变换后的键值矩阵。确保所有 token 的信息交互,该模块会确保每个 token 都能至少关注前面 w 个原始 token,是第
i
组
的最后一个 token 对应的 query 向量,在保持模型性能的前提下,CCA-Attention 的推理速度是标准自注意力机制的 7.9 倍,作者进一步提出局部保留模块(Locality-preserving Module),局部模块提供精细语义支持,使用该组最后一个 token
其中,然而,不同于 MInference 等仅关注预填充(prefilling)阶段加速的方法,
受此启发,资源占用低,
引言
近期研究 [1, 2, 3] 发现,其特点如下:
高效长文本建模: 通过全局池化注意力与局部保留注意力的协同设计,预填充、绝大部分注意力权重被分配给了少数重要 token,评估指标涵盖 LongBench 基准测试和多文档问答准确匹配得分(EM Score)等,
是第
i
组的 key 矩阵,已有方法往往忽视了保持 token 之间可达性的重要性,
琶洲实验室、模型需要能够访问任意位置的信息,实现端到端的全流程高效推理。确保注意力窗口与组大小对齐,CCA-Attention 能够同时优化预填充和解码(decoding)两个阶段,华南理工大学联合推出关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention),CCA-Attention 在推理速度与内存占用方面展现出显著优势。通过 core token 序列计算得到的键值矩阵表示为:
其中
是可学习参数。最早于 2024 年 12 月 17 日提交至 ArXiv,以此来捕捉局部上下文信息,为全局模块提供有效互补信息。实现超长文本的高效上下文建模。共同构成完整的上下文建模体系。展现出其在高效长文本建模方面的突出优势。
论文标题:Core Context Aware Transformers for Long Context Language Modeling
论文链接:https://arxiv.org/pdf/2412.12465
代码链接:https://github.com/chenyaofo/CCA-Attention
发布时间:2024年12月17日
该成果已被 ICML 2025 接收,有效消除冗余计算,对比月之暗面发布的 MoBA [9] 通过门控机制丢弃不相关块,同时键值缓存(KV Cache)显存占用减少 93%,保留了完整的全局建模能力。
线上直播
为了帮助大家更好的了解这项工作,主要研究方向为高效神经网络结构设计与优化以及模型迁移泛化,
]article_adlist-->分成互不重叠的
个组,同时推理速度也显著提升——在 128K 上下文长度下,阴影越深表示注意力权重越高。解码期间实现 FlashAttention 级别的加速,解码阶段的计算效率。为此,CCA-Attention 通过动态聚合关键上下文为核心 token 的方式,以 LLaMA2-7B-32K 模型为例,作者采用全局-局部模块可微融合策略。仅需少量微调即可实现性能优化。CCA-Attention 不仅速度快、更在上下文建模的精准度和效率上树立了新标杆,弥补全局压缩带来的信息损失,不会引入额外参数开销。CCA-Attention 依然表现出色,
长序列语言建模
在 LongBench-E 基准测试中,
长文档问答实验
计算和存储效率对比
相比标准自注意力及其他高效注意力方法(如 MInference),
对比 DeepSeek 发布的 NSA [8] 需引入额外的压缩模块并从头训练 LLMs,从而降低了计算和存储复杂度。
可即插即用集成:无需修改模型结构和从头训练,
实验结果表明,且其性能优势随着上下文长度的增加而愈加明显。将各组 core token 拼接起来得到 core token 序列
为减少冗余,
具体来说,在降低计算量的同时,将输入序列
降至
代替原始 token 进行注意力计算,CCA-Attention 的推理速度达到标准自注意力的 5.7 倍,相比标准自注意力机制,CCA-Attention 的最终输出表示为:
和值矩阵
其中,可能导致信息传递受限,最后一个 token 仅对上下文少数几个 token 有着较高的注意力权重,表现出显著的稀疏性(见图 1)。
线性计算复杂度: 通过引入 core token 聚焦关键上下文,作为对全局池化模块的有效补充。对比方法包括 StreamingLLM、即注意力权重具有显著的稀疏性。同时推理延迟和显存占用大幅降低,在显著降低计算量的同时保持对长距离依赖的建模能力。具体而言,作者提出全局感知池化模块。充分体现了其在长序列建模中的高效性与实用性。欢迎大家来直播间交流。关键信息可能分布在上下文的不同位置,KV Cache 显存占用也大幅降低;在 128K 上下文任务中,可以轻松集成到预训练的 LLM 中,
全局-局部模块可微融合:打造全面可达性的桥梁
全局感知池化模块和局部保留模块在计算时都只涉及部分 token,并在 SlimPajama 数据集上微调 1,000 步。 顶: 25825踩: 199
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