在人工智能（AI）的动态领域中，两项突破性技术——大型语言模型（LLM）和检索增强生成（RAG）因其在理解和生成类人文本方面的变革潜力而脱颖而出。本文开始了LLM和RAG之间的比较之旅，阐明了它们的机制、应用以及它们为AI领域提供的独特优势。
大型语言模型（LLM）：基础与应用
LLM，例如生成预训练变换器（GPT），凭借其在广泛话题上生成连贯且语境相关文本的能力，已经彻底改变了AI界。LLM的核心依赖于大量文本数据和复杂的神经网络架构，以从其训练内容中学习语言模式、语法和知识。
LLM的强大之处在于它们的泛化能力：它们可以在没有任务特定训练的情况下执行多种语言相关任务。这包括翻译语言、回答问题，甚至写文章。然而，LLM并非没有挑战。它们有时会生成听起来合理但实际上错误或无意义的答案，这种现象被称为“幻觉”。此外，它们的输出质量在很大程度上依赖于它们训练数据的质量和广度。
核心方面
- 规模：LLM的标志是其巨大的参数量，达到数十亿，这捕获了广泛的语言范围。
- 训练制度：它们在多样化的文本数据上进行预训练，随后为特定任务进行微调，深入理解语言细微差别。
- 实用性范围：LLM在各个方面都有所应用，从帮助内容创作到促进语言翻译。
示例：使用LLM生成文本
为了说明，考虑以下使用LLM生成文本样本的Python代码片段：
from transformers import GPT2Tokenizer, GPT2LMHeadModel
# 输入
prompt = "How long have Australia held on to the Ashes?"
# 使用GPT2 Tokenizer编码输入
tokenizer = GPT2Tokenizer.from_pretrained('gpt2')
inputs = tokenizer.encode(prompt, return_tensors='pt') ## 使用pyTorch ('tf' 为使用TensorFlow)
# 使用gpt2模型生成输出
model = GPT2LMHeadModel.from_pretrained('gpt2')
outputs = model.generate(inputs, max_length=25)
# 解码并打印结果
result = tokenizer.decode(outputs[0], skip_special_tokens=True)
print("Generated text:", result)
这段代码初始化了一个使用GPT-2（一种流行的LLM）的文本生成管道，并根据给定的提示生成文本。
检索增强生成（RAG）：概述和用例
RAG通过结合像GPT这样的模型的生成能力和检索机制引入了一种新颖的方法。这种机制实时搜索文本数据库（如维基百科）以找到可用于通知模型响应的相关信息。这种检索和生成的结合使得RAG不仅能产生与上下文相关的答案，而且还能基于事实信息。
RAG相对于传统LLM的主要优势之一是其能够通过引用最新来源提供更准确、更具体的信息。这使得RAG特别适用于信息的准确性和及时性至关重要的应用场景，如新闻报道或学术研究助理。
然而，依赖外部数据库意味着如果数据库不全面或检索过程效率低下，RAG的性能可能会受到影响。此外，将检索机制整合到生成过程中增加了模型的复杂性，可能增加所需的计算资源。
核心方面
- 混合性质：RAG模型首先检索相关文档，然后利用这一背景进行知情生成。
- 动态知识访问：与LLM不同，RAG模型可以访问最新或特定领域的数据，提供增强的多功能性。
- 应用领域：RAG在需要外部知识的场景中表现出色，如深入问答和事实内容生成。
示例：实现RAG进行信息检索
下面是一个如何实现基本RAG系统进行检索和生成文本的简化示例：
from transformers import RagTokenizer, RagRetriever, RagSequenceForGeneration
# 一个模型要回答的示例查询
query = "How long have Australia held on to the Ashes?"
tokenizer = RagTokenizer.from_pretrained("facebook/rag-sequence-nq") ## 从预训练模型获取分词器
tokenized_text = tokenizer(query, return_tensors='pt', max_length=100, truncation=True) ## 编码/分词查询
# 使用wiki_dpr数据集和RAG-Sequence模型（未加大小写模型）查找结果
retriever = RagRetriever.from_pretrained("facebook/rag-sequence-nq", index_name="exact", use_dummy_dataset=True) ## 使用预训练的DPR数据集（wiki_dpr）https://huggingface.co/datasets/wiki_dpr
model = RagSequenceForGeneration.from_pretrained("facebook/rag-sequence-nq", retriever=retriever)
model_generated_tokens = model.generate(input_ids=tokenized_text["input_ids"], max_new_tokens=1000) ## 从数据集中找到相关信息（令牌）
print(tokenizer.batch_decode(model_generated_tokens, skip_special_tokens=True)[0]) ## 解码数据以找到答案
这段代码使用Facebook的RAG模型通过首先对输入进行分词，然后基于实时检索的信息生成响应来回答一个查询。
比较洞察：LLM与RAG
在LLM和RAG之间的选择取决于具体的任务要求。以下是它们的对比：
知识可访问性
LLM依赖于其预训练的语料库，可能导致信息过时。RAG凭借其检索能力，确保访问最新的数据。
实施复杂性
由于其双步性质，RAG模型呈现更高的复杂性，并需要比LLM更多的资源。
灵活性和应用
两种模型类型都提供广泛的应用潜力。LLM作为多种NLP任务的坚实基础，而RAG模型在需要即时访问外部详细数据的地方表现出色。
结论：导航LLM和RAG景观
LLM和RAG都代表了AI在理解和生成类人文本方面的重大进步。在LLM和RAG模型之间选择涉及权衡您的NLP项目的独特需求。LLM提供多功能性和泛化能力，使其适用于广泛的应用和多样的语言任务。相比之下，RAG的强项在于其提供准确、信息丰富的响应的能力，特别有价值于知识密集型任务，并且非常适合需要整合最新或特定详细信息的情况。
随着AI的不断发展，LLM和RAG的比较分析强调了为正确的任务选择正确的工具的重要性。开发者和研究人员被鼓励在他们特定需求的背景下权衡这些技术的优势和局限，旨在利用AI的全部潜力，创建智能、响应灵敏且具有上下文意识的应用。
