下一代RAG:MemoRAG

文摘   2024-10-07 12:03   湖南  

MemoRAG是一个建立在高效、超长记忆模型之上的创新 RAG(Retrieval-Augmented Generation)框架,由智源研究院北京人工智能研究院)与中国人民大学高瓴人工智能学院联合推出并开源。

MemoRAG:通过记忆启发的知识发现迈向下一代RAG,为 RAG 提供基于内存的数据接口,适用于多种用途的应用程序!
MemoRAG与主要处理具有明确信息需求查询的标准 RAG 不同,MemoRAG利用其记忆模型实现对整个数据库的全局理解。通过从记忆中回忆与查询相关的线索,MemoRAG增强了证据检索,从而产生更准确、更丰富的上下文响应。
在处理需要对整个数据库进行高级理解的查询时,标准RAG与MemoRAG之间的比较,以《哈利·波特》书籍作为数据库。左侧图,由于输入查询的隐含性质,标准RAG难以准确定位所需的证据,导致答案不够准确。右侧图MemoRAG构建了覆盖整个数据库的全局记忆。当提出查询时,MemoRAG 首先回忆相关线索,使有用的信息得以检索,从而得到一个精确且全面的答案。

MemoRAG特点

  • 全局记忆:在单个上下文中处理高达100万个token,为庞大的数据集提供全面的了解。 

  • 可优化与灵活:轻松适应新任务,仅需几个小时的额外训练即可实现优化性能。 

  • 上下文线索:从全局记忆中生成精确线索,将原始输入与答案连接起来,并从复杂数据中解锁隐藏的洞察。 

  • 高效缓存:通过支持缓存分块、索引和编码,将上下文预填充速度提高多达30倍。 

  • 上下文重用一次性编码长上下文,并支持重复使用,提高需要重复数据访问的任务的效率。

在三个基准上测试了MemoRAG,使用了三种不同的生成器(Llama3-8B-Instruct-8K、Phi-3-mini-128K、Mistral-7B-Instruct-v0.2-32K),得出以下结论: 

主要实验结果。每个版块中最好的结果以粗体显示。这些实验中使用的记忆模型是基于 Mistral-7B-Instruct-v0.2-32K 训练的,可在 HuggingFace 上获取。

  • MemoRAG 在所有数据集上的表现都超过了所有基线模型,展示了其强大的领域泛化能力。 
  • 直接将完整上下文输入到大型语言模型(LLMs)通常比其他 RAG 方法(BGE-M3、Stella-v5 和 HyDE)表现更好。这一发现揭示了标准 RAG 系统在处理长上下文和高级问题方面的困难。 
  • 相比之下,MemoRAG 一贯超越了直接使用完整上下文的性能,展示了其有效弥合处理超长上下文和解决复杂任务之间差距的能力。
  • MemoRAG 在三个领域内数据集上展示了卓越的性能,这表明其潜力可以通过更多样化的训练数据进一步增强。
MemoRAG使用
可以直接用 HuggingFace 模型初始化。通过该MemoRAG.memorize()方法,记忆模型可以在较长的输入上下文中构建全局记忆。
  • TommyChien/memorag-qwen2-7b-inst可以处理最多400K个token的上下文,
  • TommyChien/memorag-mistral-7b-inst可以管理最多128K个token的上下文。
  • 通过增加参数beacon_ratio,可以扩展模型处理更长上下文的能力。例如,TommyChien/memorag-qwen2-7b-inst可以处理最多一百万个token beacon_ratio=16。
from memorag import MemoRAG
# Initialize MemoRAG pipelinepipe = MemoRAG( mem_model_name_or_path="TommyChien/memorag-mistral-7b-inst", ret_model_name_or_path="BAAI/bge-m3", gen_model_name_or_path="mistralai/Mistral-7B-Instruct-v0.2", # Optional: if not specify, use memery model as the generator cache_dir="path_to_model_cache", # Optional: specify local model cache directory access_token="hugging_face_access_token", # Optional: Hugging Face access token beacon_ratio=4)
context = open("examples/harry_potter.txt").read()query = "How many times is the Chamber of Secrets opened in the book?"
# Memorize the context and save to cachepipe.memorize(context, save_dir="cache/harry_potter/", print_stats=True)
# Generate response using the memorized contextres = pipe(context=context, query=query, task_type="memorag", max_new_tokens=256)print(f"MemoRAG generated answer: \n{res}")

运行上述代码时,编码后的键值 (KV) 缓存Faiss 索引分块段落都存储在指定的 中save_dir。之后,如果再次使用相同的上下文,则可以快速从磁盘加载数据:

pipe.load("cache/harry_potter/", print_stats=True)

通常,加载缓存权重非常高效。例如,使用内存模型对200K令牌上下文进行编码分块和索引大约需要35秒但从缓存文件加载时只需1.5秒

摘要任务

要执行摘要任务,请使用以下脚本:

res = pipe(context=context, task_type="summarize", max_new_tokens=512)print(f"MemoRAG summary of the full book:\n {res}")
https://github.com/qhjqhj00/MemoRAGhttps://arxiv.org/pdf/2409.05591

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