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Der nächste Schritt in der KI: Zusammensetzung von Experten

Entdeck, wie die Zusammensetzung von Experten die Effektivität und Effizienz von KI verändert.

Swayambhoo Jain, Ravi Raju, Bo Li, Zoltan Csaki, Jonathan Li, Kaizhao Liang, Guoyao Feng, Urmish Thakkar, Anand Sampat, Raghu Prabhakar, Sumati Jairath

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Die modulare Zukunft der Die modulare Zukunft der KI Leistung. Expertenmodelle formen KI für bessere
Inhaltsverzeichnis

Künstliche Intelligenz (KI) ist nicht mehr nur ein schickes Wort aus Science-Fiction-Filmen. Sie gehört inzwischen zu unserem Alltag und beeinflusst, wie wir arbeiten, kommunizieren und sogar wie wir Pizza bestellen. Mit dem Fortschritt der Technologie sehen wir immer ausgeklügeltere KI-Systeme, die eine Vielzahl von Aufgaben erledigen können, vom Schreiben von Artikeln bis hin zum Programmieren von Software. Ein interessantes Konzept ist eine Sammlung von KI-Modellen, die als "Composition of Experts" oder kurz CoE bekannt ist.

Was ist Composition of Experts?

Die Composition of Experts (CoE) ist wie eine Gruppe von hochqualifizierten Fachleuten, die jeweils in unterschiedlichen Bereichen spezialisiert sind und zusammenarbeiten, um Probleme zu lösen. Stell dir vor, du gehst in ein Restaurant, in dem jeder Chef sein eigenes Spezialgebiet hat: einer macht die beste Pasta, ein anderer zaubert grandiose Desserts, und ein dritter weiss genau, wie man das perfekte Steak grillt. Anstatt sich auf einen einzigen Chef zu verlassen, bringt CoE verschiedene KI-Modelle zusammen, die jeweils bei einer bestimmten Aufgabe gut sind, um bessere Lösungen zu bieten.

Der Bedarf an einem modularen Ansatz

In der Welt der KI war es bisher üblich, grosse Sprachmodelle (LLMs) zu erstellen, die versuchen, alles zu bewältigen. Diese Modelle sind beeindruckend, aber sie haben ihre eigenen Probleme, ähnlich wie ein überqualifizierter, aber mürrischer Koch, der versucht, alles allein zu machen. Die Herausforderungen umfassen hohe Kosten, komplexe Updates und Schwierigkeiten bei der Anpassung. Am Ende hast du vielleicht ein 'One-Size-Fits-All'-Modell, das keiner wirklich braucht.

Um das zu lösen, verfolgt CoE einen modulareren Ansatz, bei dem du verschiedene Expertenmodelle nach Bedarf einstecken kannst. So kannst du, wenn du eine bestimmte Aufgabe hast, ganz einfach den besten Experten für diesen Job auswählen, ohne dass die ganze Küche aus dem Ruder läuft.

Die Vorteile der Nutzung von Experten

  1. Spezialisierung: So wie du einen Sushi-Koch nicht nach einem Steak fragen würdest, bedeutet die Nutzung von Experten, dass Aufgaben von dem Modell erledigt werden, das am besten geeignet ist. Das führt zu besserer Leistung und Qualität des Outputs.

  2. Kosteneffizienz: Indem du nur den Experten nutzt, den du gerade brauchst, werden die Ressourcen effizienter eingesetzt. Du sparst Rechenleistung und Kosten, weil du kein riesiges Modell laufen hast, das vielleicht gar nicht nötig ist.

  3. Flexibilität: In einer sich schnell verändernden Welt ist Anpassungsfähigkeit entscheidend. Mit CoE kannst du Experten hinzufügen oder entfernen, ohne von vorne anfangen zu müssen. Wenn ein neues Expertenmodell verfügbar ist, kannst du es einfach in dein System integrieren.

Wie funktioniert CoE?

CoE enthält einen "Router", der wie ein Verkehrspolizist agiert. Wenn Input hereinkommt, entscheidet der Router, welcher Experte am besten passt, basierend auf der Art des Inputs, ähnlich wie ein Kellner weiss, dass er deine Bestellung zum richtigen Koch in der Küche schicken muss.

Der Zwei-Schritte-Routing-Ansatz

  1. Input-Kategorisierung: Zuerst kategorisiert das System den Input in spezifische Gruppen. Wenn du zum Beispiel nach Kochen fragst, identifiziert das System das als kulinarische Frage.

  2. Expertenzuweisung: Anschliessend wählt der Router, basierend auf der Kategorie, das am besten geeignete Expertenmodell aus. Zu diesem Zeitpunkt könntest du einen Koch haben, der auf italienische Küche spezialisiert ist und ein tolles Pasta-Rezept zaubert.

Training des CoE

Das Training eines CoE-Systems mag kompliziert erscheinen, aber es geht eigentlich darum, dem Router beizubringen, die richtigen Experten effektiv auszuwählen. Das bedeutet, ihm beschriftete Beispiele zu geben, damit er lernen kann, wie er Inputs effizient leitet.

Die Herausforderungen

Das Training läuft nicht immer reibungslos. Die Beschriftung von Inputs kann zu Verwirrung führen, da ähnliche Fragen unterschiedliche Experten erfordern können. Es ist wie wenn du zwei verschiedene Köche nach ihrer Meinung zu demselben Gericht fragst; beide könnten tolle Ideen haben, aber ihre Ansätze könnten völlig unterschiedlich sein.

Um das zu überwinden, hilft der Zwei-Schritte-Routing-Ansatz, den Auswahlprozess zu klären und sicherzustellen, dass jede Kategorie ihren eigenen Experten hat.

Implementierung des Systems

Sobald das CoE eingerichtet ist, benötigt es ein robustes Gedächtnissystem, um alle Expertenmodelle zu speichern und schnellen Zugriff zu gewährleisten. Stell dir vor, du versuchst, eine Kochshow mit verschiedenen Köchen im Hintergrund zu haben – je schneller du sie herbeirufen kannst, desto reibungsloser läuft die Show.

Gedächtnisüberlegungen

Moderne Systeme, die für KI entwickelt wurden, können helfen, die grossen Datenmengen zu verwalten, die diese Modelle benötigen. Sie ermöglichen schnelles Umschalten zwischen den Experten, was entscheidend ist, um ein nahtloses Benutzererlebnis aufrechtzuerhalten.

Anwendungsbereiche in der realen Welt

Was kann dieses CoE-System also tun, fragst du? Die Möglichkeiten sind endlos und vielfältig.

1. Kundensupport

CoE kann Kundenanfragen in verschiedenen Bereichen wie Abrechnung, technischen Support oder Produktinformationen effektiv bearbeiten. Jeder dieser Bereiche kann sein eigenes Experten-KI-Modell haben, das speziell dafür ausgelegt ist, diese Anfragen zu beantworten.

2. Inhaltserstellung

Vom Schreiben von Artikeln bis hin zur Erstellung von Marketingtexten kann CoE das richtige Sprachmodell auswählen, je nachdem, ob der Inhalt lässig, technisch oder unterhaltsam ist. Es ist wie ein spezialisiertes Team von Textern, die bereit sind für jede Schreibaufgabe.

3. Sprachübersetzung

Sprachmodelle können zusammenarbeiten, um genaue Übersetzungen in Echtzeit zu liefern. Jeder Experte kann verschiedene Sprachen oder Dialekte bearbeiten und so die bestmögliche Übersetzung basierend auf dem Kontext gewährleisten.

Die Zukunft der KI mit CoE

Die Schönheit von modularen Systemen wie CoE ist, dass sie mit dem technologischen Fortschritt wachsen können. So wie Köche ständig ihre Rezepte verbessern, können KI-Experten im Laufe der Zeit ihre Fähigkeiten aktualisieren und verfeinern. Das bedeutet, dass neue Modelle leicht integriert werden können, ohne dass grosse Umstellungen nötig sind.

Fazit

Das Composition of Experts-System bietet eine frische Perspektive, wie man KI angehen kann. Indem es ein Team von spezialisierten Modellen nutzt, geht es auf die Schwächen traditioneller 'One-Size-Fits-All'-Systeme ein. Dieser modulare und flexible Ansatz verbessert nicht nur die Effizienz, sondern sorgt auch dafür, dass die Nutzer die bestmöglichen Ergebnisse für ihre spezifischen Bedürfnisse erhalten. Also, wenn du das nächste Mal mit einer KI interagierst, denk daran, dass vielleicht ein ganzes Team von Experten hinter den Kulissen arbeitet, jeder mit seiner eigenen Spezialität, um deine Erfahrung reibungsloser und angenehmer zu gestalten.

Originalquelle

Titel: Composition of Experts: A Modular Compound AI System Leveraging Large Language Models

Zusammenfassung: Large Language Models (LLMs) have achieved remarkable advancements, but their monolithic nature presents challenges in terms of scalability, cost, and customization. This paper introduces the Composition of Experts (CoE), a modular compound AI system leveraging multiple expert LLMs. CoE leverages a router to dynamically select the most appropriate expert for a given input, enabling efficient utilization of resources and improved performance. We formulate the general problem of training a CoE and discuss inherent complexities associated with it. We propose a two-step routing approach to address these complexities that first uses a router to classify the input into distinct categories followed by a category-to-expert mapping to obtain desired experts. CoE offers a flexible and cost-effective solution to build compound AI systems. Our empirical evaluation demonstrates the effectiveness of CoE in achieving superior performance with reduced computational overhead. Given that CoE comprises of many expert LLMs it has unique system requirements for cost-effective serving. We present an efficient implementation of CoE leveraging SambaNova SN40L RDUs unique three-tiered memory architecture. CoEs obtained using open weight LLMs Qwen/Qwen2-7B-Instruct, google/gemma-2-9b-it, google/gemma-2-27b-it, meta-llama/Llama-3.1-70B-Instruct and Qwen/Qwen2-72B-Instruct achieve a score of $59.4$ with merely $31$ billion average active parameters on Arena-Hard and a score of $9.06$ with $54$ billion average active parameters on MT-Bench.

Autoren: Swayambhoo Jain, Ravi Raju, Bo Li, Zoltan Csaki, Jonathan Li, Kaizhao Liang, Guoyao Feng, Urmish Thakkar, Anand Sampat, Raghu Prabhakar, Sumati Jairath

Letzte Aktualisierung: 2024-12-02 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2412.01868

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.01868

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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