我们已经了解到DeepSeek-V3的框架结构基于三大核心技术构建:多头潜在注意力(MLA)、DeepSeekMoE架构和多token预测(MTP)。而DeepSeekMoE架构的底层模型采用了混合专家模型(Mixture of Experts,MoE)架构。所以我们先了解一下传统混合专家模型MoE架构。
一、传统混合专家模型MoE架构
DeepSeekMoE是基于MoE的,所以我们先分析一下传统混合专家模型MoE架构,MoE在处理大规模数据和复杂任务时为什么表现出显著的优势,因为MoE架构的具有稀疏激活、动态路由、负载均衡、可拓展性等多个核心特点。
以下是传统混合专家模型(MoE)的架构图,针对一个token输入:
图1 传统混合专家模型(MoE)的架构图
以下是传统MoE架构的核心特点解析:
1. 稀疏激活(Sparse Activation)
MoE架构的核心特性之一是稀疏激活。在传统的Transformer模型中,每个输入token都会激活整个模型的所有参数,而MoE架构则通过门控网络(Gate Network)实现输入数据到专家模块的分配。门控网络采用动态路由机制(Dynamic Routing),根据输入数据的特征,计算每个输入与各个专家(Experts)模块的“适配度”分数,并选择适配度最高的几个专家来处理输入,实现稀疏激活。这种稀疏激活机制显著减少了每次计算所需的资源,提高了计算效率。
2. 动态路由机制(Dynamic Routing)
MoE架构通过门控网络动态决定哪些专家参与计算。门控网络根据输入数据的特征计算每个专家的相关性得分,并选择得分最高的几个专家进行激活。这种动态路由机制不仅提高了模型的适应性,还允许模型根据输入数据的特点灵活调整计算资源的分配。
3. 负载均衡(Load Balancing)
负载均衡是 MoE 架构中的一个重要挑战。传统MoE模型通常通过引入辅助损失函数(如负载均衡损失)来强制模型均衡使用各个专家。这些辅助损失函数会惩罚负载过高的专家,从而避免某些专家被过度使用,而其他专家则处于闲置状态。
图2 负载均衡示意图