最終總結
通過本文的懂L的講解,例如:
- 有些頭專注於主謂關係
- 有些頭捕捉代詞指代
- 有些頭看句子情感
- 有些頭看名詞短語邊界
- 有些頭看長距離依賴
- 有些頭捕捉句法樹結構
- ...
Transformer 不是看完隻看一個角度,讓 Transformer 能分辨詞的别人“位置” ,後麵這個字是吹年啥 ,更深度的文搞非線性變換 。再通過殘差連接與LayerNorm保障訓練的懂L的穩定性,每個詞被映射成一個向量,看完整體代表Decoder。别人
但這其實也是吹年一個 超參(Hyperparameter) 。我們一步步拆解了Transformer的核心機製 :從詞向量化與位置編碼奠定基礎,
一般來講 ,核心是 “從左到右,同時又不需要多餘的訓練成本 。
Transformer憑借這一高度並行 、到Self-Attention與Multi-Head Attention實現多視角的語義捕捉,上麵向右移一位沒啥意義呀,② Positional Encoding:給模型裝上“位置感”
Transformer 沒有像傳統 RNN 那樣按順序逐詞處理輸入 ,並經過Add & Norm 。

句子中的每個詞都會生成 3 個向量:
- Q(Query)我想找什麽?
- K(Key)我是誰 ?我有什麽特征?
- V(Value)我的實際含義是什麽?
它們不是概念,直接抄就可以啊 ,
又暈了 ?其實通俗來講就是:Attention 負責找關係 ,需要參考 Encoder 的輸出。
這就是單一的 Self-Attention 。
於是 :
原始輸入 + 注意力結果 → 做 LayerNorm 歸一化(對應架構圖中 Add & Norm)
這個殘差結構讓訓練穩定得多,
06|Decoder 如何像人一樣“輸出”內容?
Decoder是模型的“寫作器”,下麵我們就來一步步通俗理解下這張架構圖的深層含義。最後由FFN進行深度非線性變換以增強特征表達。例如:
我 → [0.12, -0.88, 0.43, ...]
這裏簡化了精度方便閱讀 ,
今天我們就從這篇最初的論文出發,
如果你想對當下 AI LLM(大語言模型) 的工作原理有所了解 ,GPT、對這個信息進行更複雜 、
當提起 Transformer 這個話題時,就越關注這個詞。其工作嚴格遵循架構圖右側流程,
比如模型要開始做這張填空卷了 。decoder什麽的 ,並最終經過Add & Norm後輸出給下一層或最終的預測模塊 。Decoder的輸出經由Linear+Softmax層轉換為下一個詞的概率分布。Llama 都堆到了幾十層甚至上百層 。
01|輸入是怎麽被 Transformer“看懂”的 ?
整個輸入流程你隻需要先記住下麵的關鍵流程 :
詞 → 向量 → 加位置 → Q/K/V → 注意力 → FFN → 輸出
然後我們來一點一點看 。向量化這一步非常基礎 ,描述了針對同一段文字,但我們肯定還不能丟掉原始信息。理解力越強。需要把標準答案整體右移一位 ,連接輸入和輸出 ,真正理解下 Transformer 究竟是何方神聖。
為了理解這個過程,先引用這篇論文中的關於 Transformer 這個模型的整體架構圖 :

上來直接就看架構圖是不是有些暈?
沒關係,
① Output Embedding:先把輸出詞變向量
理解方式和輸入一樣,更抽象的特征表達 ,
最後對 V 進行加權求和,也就是一組數字 ,輸出 "我愛你" 。整體代表Encoder;右邊一側Output(輸出) ,模型還是可以看到答案的一部分 ,
04|Feed Forward 網絡(FFN):進一步加工語義
Attention層負責廣撒網,每個注意力頭可以關注不同的視角,模型越大
、問:
“你跟我有多相關?”
打分越高 ,可能主要關注輸入的 "You"
⑤ Linear + Softmax:得到下一個詞的概率
比如已經生成了“我愛”,
後來的 BERT 、encoder、從更多視角掃描句子 。讓每個詞清楚自己的“位置” 。
同樣通過一個FFN網絡進行深度加工 ,起不到訓練效果。並再次經過Add & Norm 。需要把每個詞轉換成一個向量,用於後續計算。

注意力頭的數量是一個超參(Hyperparameter),成為當今所有大語言模型的基石,從而真正理解它究竟為什麽如此火爆。我們以翻譯任務為例 :輸入 "I Love You",
03|殘差連接 + LayerNorm:讓訓練更穩定
Self-Attention 隻是“加工”了一遍詞向量,
本文不討論公式 ,
③ Q / K / V:Self-Attention 的靈魂
這是最讓人拍案叫絕的設計之一 。而不僅僅是做簡單的線性組合。
① Input Embedding:把詞變成數字向量
模型不認識“我”、可擴展的對稱性設計(Encoder與Decoder層具有相似的核心結構),論文中的例子是並行開 8 個注意力頭。可以看到確實存在明顯區別 :

這就是 Multi-Head Attention 的直觀體現。但若深入追問細節
,並在開頭加上起始符

sin/cos 位置編碼乍一看有點數學味,DeepSeek 背後的秘密 ,因此模型本身無法“天然”感知詞的先後關係 。
在Multi-Head Attention(即論文中的Encoder-Decoder Attention層)中“請教”Encoder的最終輸出,會有類似這樣的一組概率 :
你:71%
他 :16%
它 :11%
其它 :2%
選概率最高的,
② Shifted Right:防止模型“偷看答案”
在模型訓練階段,已經成為當下所有大模型的基礎。這層 Attention 是橋梁,可以加更多
論文裏 Encoder Nx這裏是堆了 6 層
。
所以需要額外告訴模型:
“這是第 1 個詞,
接下來,48 個甚至更多的注意力頭 ,FFN 負責提升表達力 。可能主要關注輸入的 "Love"
生成 "你" 時,隻解讀圖表 , 實際可以開12 個 、
此時就需要
Masked Multi-Head Attention功能來遮住未預測的詞,隻能接受數字。圖的左邊一側Input(輸入),共同確保了模型無法“偷看答案”。卻很少有人能真正地說清楚。防止模型從未來抄答案。
下圖是論文最後給出的一個簡單示例 ,這樣模型才能表達更複雜的模式,得到“新含義”。
首先 ,讓 Decoder 可以“請教 Encoder”:
“你生成的詞和輸入序列的哪些部分相關?”
例如翻譯 "I Love You":
- 生成 "我" 時,“貓”這些詞,它需要依次填出三個空 :
第一個空 :題目是 <start> ______第二個空:題目是 <start> 我 ______第三個空 :題目是 <start> 我 愛 ______④ Multi-Head Attention- “請教Encoder”
Decoder 在生成新詞時,把相關信息搜集到一起;
FFN則負責深加工 ,為啥又需要 Multi-Head Attention 呢?
因為我們需要從多個角度來理解自然語言。也能堆更多層。完美詮釋了
Attention is All You Need的革命性思想 。兩個不同的注意力頭所展現出的各自關係 ,旨在讓更多讀者看完就能通俗地 、③ Masked Multi-Head Attention :遮住未來
有同學說了 ,層數越多 、相當於給模型做一個填空題 :
題目: <start> 我 愛此時模型看到的是:
<start> 我 愛也就是右移一格 。
02|為什麽需要 Multi-Head Attention ?
有了單一的 Self-Attention,這是第 2 個詞……”
論文使用了 sin + cos 函數計算的位置編碼方式 ,而是實實在在的矩陣乘法結果 。
所以,
最終 ,
這其實也是模型訓練堆GPU能“大力出奇跡”的理論基礎 。
它像給每個位置貼上一段獨一無二的“節奏標簽”,
論文中描述FFN的關鍵內容參考如下:

簡單理解它就是一個非常樸素的兩層全連接網絡:
Linear → ReLU → Linear
FFN 的結果是 :讓每個 token 得到更豐富、揭開 ChatGPT、成體係地給身邊其他人講清楚 Transformer 工作原理 ,就是下一個要生成的詞 。那一定要認識一下本文的主角 Transformer。
它最初來自一篇被稱為“AI 大航海時代起點”的論文:
- Attention is All You Need
這篇論文首次提出的 Transformer 架構,“你” 、
05|重複 N 次 :論文是 6 層,句子裏的每個詞都會 :
拿著自己的 Q 到其他詞的 K 那裏去“打分”,
也就是說它和上麵的 Shifted Right協同工作 ,
Encoder通過堆疊N個相同的層來逐步深化對輸入的理解;Decoder的每個層則嚴格遵循一個更複雜的處理流程 :
在Masked Multi-Head Attention中確保生成時不會“偷看”未來,