GPT-2模型详解及代码复现

2025/6/25 19:57:43 来源：https://blog.csdn.net/noboxihong/article/details/145042897 浏览: 次关键词：GPT-2模型详解及代码复现

GPT-2的定义和背景

GPT-2 (Generative Pre-Training 2.0) 是OpenAI于2019年推出的革命性自然语言处理模型。作为GPT系列的第二代产品，GPT-2在多个方面实现了显著突破：

GPT-2的成功标志着自然语言处理领域迈向了大规模预训练模型时代，为后续研究奠定了坚实基础。

GPT-2相较于GPT-1在多个关键方面实现了显著提升：

这些改进使GPT-2在语言理解和生成任务上展现出更强大的能力，特别是在处理长距离依赖和多任务学习方面表现出色。GPT-2的零样本学习能力尤为突出，能够在未经过专门微调的情况下适应多种下游任务。

GPT-2的核心架构基于Transformer的解码器结构，这是一种创新的设计，特别适用于自回归语言模型的任务。这种结构不仅提高了模型的并行计算能力，还能有效捕捉长距离依赖关系，为GPT-2的强大性能奠定了基础。

GPT-2的解码器结构主要包括两个关键组件：多头自注意力机制和前馈神经网络。这两个组件构成了每个解码器层的基础，通过多次堆叠形成了完整的模型架构。

多头自注意力机制是GPT-2架构的核心，它允许模型同时关注输入序列的不同部分，从而捕捉到多层面的上下文信息。具体来说，GPT-2将输入序列中的每个位置的表示分解为三个向量：查询向量(Q)、键向量(K)和值向量(V)。这三个向量分别用于计算注意力权重和生成最终的注意力输出。

为了进一步增强模型的表示能力，GPT-2采用了多头设计。在一个标准的自注意力层中，输入序列会被分成多个子空间（通常为12或16个），每个子空间独立进行自注意力计算。这种方法允许模型从不同的角度捕捉输入序列的特征，从而提高了对复杂语言结构的建模能力。

值得注意的是，GPT-2在自注意力计算中使用了特殊的 因果掩码 机制。这种机制确保了模型在预测当前位置的输出时，只会考虑到之前位置的信息，而不会受到未来信息的影响。这符合自回归语言模型的本质，即根据已有的文本序列预测下一个单词。

在多头自注意力层之后，GPT-2的解码器结构还包括一个前馈神经网络。这个网络通常由两个线性层和一个激活函数组成，负责对自注意力层的输出进行非线性变换。前馈网络的设计目的是进一步增强模型的表达能力，使其能够学习到更复杂的特征组合。

GPT-2的前馈网络的一个独特之处在于使用了 Swish激活函数 。Swish函数由Google Brain团队提出，在某些情况下被认为比传统的ReLU函数性能更好。Swi