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Understanding In-context Learning of Addition via Activation Subspaces

Created by
  • Haebom

저자

Xinyan Hu, Kayo Yin, Michael I. Jordan, Jacob Steinhardt, Lijie Chen

개요

본 논문은 소수 샷 학습을 수행하는 언어 모델의 순방향 패스에서 예측 규칙이 어떻게 구현되는지 탐구한다. 정수 $k$를 입력에 더하는 예측 규칙을 갖는 소수 샷 학습 작업을 연구하고, 모델의 소수 샷 능력을 소수의 어텐션 헤드에만 국한하는 새로운 최적화 방법을 제시한다. 차원 축소 및 분해를 통해 개별 헤드에 대한 심층적인 분석을 수행하고, Llama-3-8B-instruct 모델을 예시로 하여, 세 개의 어텐션 헤드와 여섯 차원 부분 공간으로 모델의 메커니즘을 줄여 분석한다. 또한, 어텐션 헤드에 대한 "집계" 및 "추출" 부분 공간을 연결하는 수학적 항등식을 도출하여, 개별 예제에서 최종 집계된 개념으로 정보 흐름을 추적할 수 있게 한다. 이를 통해 초기 데모에서 학습된 실수가 후기 데모에 의해 억제되는 자체 수정 메커니즘을 식별한다.

시사점, 한계점

시사점:
언어 모델 내 소수 샷 학습 능력을 특정 어텐션 헤드로 국소화할 수 있음을 입증.
어텐션 헤드의 저차원 부분 공간 분석을 통해 모델의 미세한 계산 구조를 이해할 수 있음.
"집계" 및 "추출" 부분 공간 간의 관계를 밝혀 정보 흐름을 추적하고 자체 수정 메커니즘을 규명.
언어 모델의 복잡한 작동 방식을 이해하기 위한 새로운 분석 프레임워크 제시.
한계점:
특정 유형의 소수 샷 학습 작업(정수 덧셈)에 초점을 맞춰 일반화에 한계가 있을 수 있음.
Llama-3-8B-instruct 모델에 대한 분석 결과가 다른 모델에도 동일하게 적용될지는 추가 연구 필요.
소수의 어텐션 헤드 분석에 국한되어, 다른 모델 구성 요소의 기여는 간과될 수 있음.
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