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语言模型与架构模块二 · 扩展法则计算概念14 分钟

扩展法则(一):KM 幂律

为什么「模型越大越好」不是玄学,而是可预测的曲线

学完这节你能:
  • 说出扩展法则(Scaling Laws)的核心结论
  • 理解 Loss 与参数量 N、数据量 D、算力 C 的幂律关系
  • 会做简单的幂律定性判断

扩展法则(Scaling Laws)研究的是:模型性能随规模怎么变。KM 法则(OpenAI, Kaplan 等)给出一个惊人的结论——性能是可预测的。

L(N)(NcN)αNL(N) \approx \left(\dfrac{N_c}{N}\right)^{\alpha_N} —— 测试损失 LL 随参数量 NN 幂律下降
同理 L 对数据量 D、算力 C 也各自满足幂律。
  • 把参数量 N、数据量 D、算力 C 分别放大,测试损失 L 都沿一条平滑的幂律曲线下降。
  • 「幂律」意味着:在 log-log 坐标里近似一条直线,可以外推——用小模型的曲线预测大模型的表现。
  • 所以做大模型不是碰运气,而是先在小规模拟合曲线、再预测大规模投入值不值。

🔑 KM 法则一句话:LLM 的损失 L 与算力 C、参数量 N、数据量 D 之间存在稳定的幂律关系,规模增大性能可预测地提升。

「幂律」到底多可预测
设 L ∝ N^(−α),KM 给出 α_N ≈ 0.076
参数量 ×10:损失约 ×10^(−0.076) ≈ ×0.84
再 ×10:又 ×0.84…每放大一个数量级,损失按固定比例下降
→ 这就是「可预测」:用小模型拟合曲线,就能外推大模型的损失
✗ 常见误解✓ 正确理解
性能主要取决于架构精细程度,与数据/规模无关。在很大范围内,性能主要由规模(N、D、C)决定,且可预测。
参数翻倍推理速度就翻倍。扩展法则讲的是「损失 vs 规模」,与推理速度无关。
自测最符合 KM 扩展法则核心观点的是:
// 带走一句话

扩展法则:损失 L 对参数 N、数据 D、算力 C 各自幂律下降,可用小模型外推大模型——规模是可预测的投资。

独立练习

做到这些,才算完成本节

  1. 替换例题中的数值,从头独立算一遍。
  2. 用数量级、边界值或反向计算检查结果是否合理。
  3. 合上正文,用自己的话解释核心概念。
  4. 写出一个相似概念,并说明两者最关键的区别。
学习记录

记录本节阅读进度

建议先独立回答自测。读完记录不等于已经掌握。

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扩展法则(二):Chinchilla 计算最优与涌现能力

学完不要急着赶进度:去练习自测,或完成对应的阶段实验