RAG还是微调,怎么选?

科技   2024-11-24 11:41   中国香港  

要想提高大模型在特定行业与场景中输出的适应性与准确性,除了使用RAG,还可以使用自己的数据对大模型进行微调。那么这两种方案的区别及选择的标准是什么呢?

我们首先简单了解一下大模型微调。以OpenAI公司的GPT大模型为例,一个GPT架构的大模型的训练通常需要经过以下几个阶段。

1.预训练阶段

这是整个过程中最复杂的阶段,像GPT-4这样的模型在预训练阶段通常需要成千上万个GPU,在海量的无标记的数据上训练数月。这个阶段其实占用了全部阶段的大部分时间。预训练阶段的输出模型一般叫基座模型,有的基座模型会被发布(比如开源的Llama),而有的基座模型不会被发布(比如GPT-4)。

基座模型本身是可以直接使用的,但通常不是一个“回答问题”的模型,而是一个“补全文档”的模型。如果你想让基座模型来回答问题,就必须假装输出一个文档,然后让它来“补全”。比如,你必须提示“下面是一首赞美祖国的诗歌:”,然后让模型来补全,而不能直接要求它“写一首赞美祖国的诗歌”。如何让基座模型变成一个交互式的AI助手呢?那就需要进入后面的阶段:微调。

2.微调阶段

在宏观上可以把后面的阶段都归到微调,即受监督微调、奖励模型+基于人类反馈的强化学习(Reinforcement Learning from Human Feedback,RLHF)阶段。简单地说,这个阶段就是对基座模型在少量(相对于预训练的数据量来说)的、已标注的数据上进行再次训练与强化学习,以使得模型更好地适应特定的场景与下游任务。比如:

(1)强化某个方面的应用能力(比如利用大模型进行情感检测)。

(2)适应特定的使用场景(比如针对人类对话,输出无害、安全的内容)。

(3)适应特定的知识领域(比如医疗或法律行业的特定术语或语义)。

(4)适应某些可标注数据相对稀缺的任务。

(5)适应特定的语言输出要求(比如适应某个场景的语言风格)。

与预训练相比,微调对算力的要求与成本都大大降低,这使得微调对于很多企业来说,在成本与技术上是相对可行的(当然,与RAG范式相比,成本仍然较高)。

大模型微调是一个相对专业的技术任务,涉及较多底层的深度学习的架构、参数及算法知识,以及多种技术(比如全量微调、Prompt Tuning,Prefix Tuning,P-tuning等)。不同的方法对资源与成本、指令数据等有不同的要求,当然达到的效果也不一样。另外,为了简化微调工作,也有一系列用于微调的工具、框架甚至平台可以使用,比如OpenAI针对GPT模型提供的在线微调API、重量级的大模型并行训练框架DeepSpeed等。

实施微调除了需要算力与算法、成熟的平台与工具,还需要生成与标注具有一定规模的高质量数据集,这通常由大量的指令与输出的样本来组成。对于一些行业特征特别突出的垂直领域,数据集的准备是最大的挑战。这些挑战如下。

  • 数据从哪里采集,如何确保专业性与有效性。
  • 对多形态的数据如何清洗与归一。
  • 怎么标注数据的提示、输入、输出等。
  • 处理老化数据,即知识过期后如何反馈到大模型。

继续以前面的例子来说明微调和RAG的区别。如果大模型是一个优秀学生,正在参加一门考试,那么RAG和微调的区别如下。

RAG:在考试时给他提供某个领域的参考书,要求他现学现用,并给出答案。

微调:在考试前一天对他进行辅导,使他成为某个领域的专家,然后让他参加考试。

如何在RAG与微调之间选择适合自己的增强生成方案呢?在实际应用中,需要根据自身的环境(应用场景、行业特征、性能要求等)、条件(数据能力、技术能力、预计成本等)、测试结果(指令理解、输出准确性、输出稳定性等)等来选择(见图1-15)。


与大部分的IT技术一样,无论是微调还是RAG,都有优点,也都有缺点。下面简单地做一下对比供参考(随着两种技术的发展,总结的一些优点和缺点可能会发生变化)。


RAG微调
优点1.使用更灵活,可根据需要随时调整Prompt以获得期望输出。  2.技术上更简单。  3.可以输入知识增强的Prompt让大模型立即适应领域知识。  4.无额外的训练成本1.大模型自身拥有特定知识的输出能力,或适应特定的输出格式。  2.对下游应用更友好,在特定的任务中使用更简单。  3.可以节约推理阶段使用的token,推理成本更低
缺点1.容易受限于上下文窗口的大小。  2.输入本地知识增强的Prompt在实现上下文连续对话时较困难。  3.大模型输出的不确定性在高准确性的场景中会增加失败概率。  4.输入带有上下文的、较长的Prompt会带来较高的推理成本。  5.随着模型的迭代,可能需要重新调整Prompt1.非开箱即用。  2.需要额外的数据准备、标注、清洗成本,以及必要的算力与训练成本。  3.需要足够的技术专家,特别是机器学习(Machine Learning,ML)专家、数据专家。  4.微调无法阻止出现“幻觉”问题,过度微调甚至可能导致某些能力下降。  5.模型迭代周期长,对实时性要求高的知识并不适用

无法确切地说在什么场景中必须使用RAG、在什么场景中必须使用微调。结合当前的一些研究及普遍的测试结果,可以认为在以下场景中更适合考虑微调的方案(在不考虑成本的前提下)。

(1)需要注入较大数据量且相对稳定、迭代周期较长的领域知识;需要形成一个相对通用的领域大模型用于对外服务或者运营。

(2)执行需要极高准确率的部分关键任务,且其他手段无法满足要求,此时需要通过高效微调甚至全量微调来提高对这些任务的输出精度,比如医疗诊断。

(3)在采用提示工程、RAG等技术后,无法达到需要的指令理解准确、输出稳定或其他业务目标。

在除此之外的很多场景中,可以优先考虑使用RAG来增强大模型生成。当然,在实际条件允许的前提下,两者的融合应用或许是未来更佳的选择。


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