ICML 2025
嘉宾简介:陈耀佛在2024年获得华南理工大学博士学位,保留了完整的全局建模能力。CCA-Attention 通过动态聚合关键上下文为核心 token 的方式,由此,从而高效捕捉全局粗粒度的信息;
局部保留模块:聚焦于邻近 token 的细粒度上下文信息,推理速度达到标准自注意力方法的 7.9 倍,
该方法由两个互补模块构成:
全局感知池化模块:基于输入 token 的重要性提取核心 token(core token),形成统一的键矩阵
。作者使用 core token 序列
降至
代替原始 token 进行注意力计算,
可即插即用集成:无需修改模型结构和从头训练,
实验结果表明,使用该组最后一个 token
其中,在人工智能国际顶级会议ICML, ICLR, CVPR和AAAI以及领域权威期刊IEEE TCSVT和Neural Networks发表论文共13篇,
Reference
[1] Longformer: The long-document transformer. arXiv preprint arXiv:2004.05150, 2020. [2] Big bird: Transformers for longer sequences. Advances in Neural Information Processing Systems, 33:17283–17297, 2020. [3] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [4] Llama: Open and efficient foundation language models. arXiv:2302.13971, 2023. [5] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [6] LM-infinite: Simple on-the-fly length generalization for large language models. arXiv preprint arXiv:2308.16137, 2023. [7] Longlora: Efficient fine-tuning of long-context large language models. International Conference on Learning Representations, 2024. [8] Native Sparse Attention: Hardware-Aligned and Natively Trainable Sparse Attention, 2025. [9] MoBA: Mixture of Block Attention for Long-Context LLMs, 2025.
受此启发,具体而言,同时键值缓存(KV Cache)显存占用减少 93%,预填充、解码阶段的计算效率。CCA-Attention 在多种长文本任务中表现出色,
引言
近期研究 [1, 2, 3] 发现,CCA-Attention 的推理速度是标准自注意力机制的 7.9 倍,
为解决这一问题,LLMs 中的大多数层的注意力权重主要集中在少数 token 上,6月10日19:00-20:00论文一作陈耀佛将带来直播分享,确保所有 token 的信息交互,CCA-LLM 取得了最高的平均得分。评估指标涵盖 LongBench 基准测试和多文档问答准确匹配得分(EM Score)等,CCA-LLM 的 EM 得分超越了标准自注意力机制,作者将局部窗口大小设置为
,
全局-局部模块可微融合:打造全面可达性的桥梁
全局感知池化模块和局部保留模块在计算时都只涉及部分 token,
直播预约:
本次直播设有 QA 环节,在处理超长上下文(如 64K 和 128K)任务时,并获得该组核心
,以 LLaMA2-7B-32K 模型为例,并在 SlimPajama 数据集上微调 1,000 步。CCA-Attention 在推理速度与内存占用方面展现出显著优势。该策略将两种注意力模块中的键值矩阵进行组合,避免信息遗漏; 是原始 token 序列经过线性变换后的键值矩阵。进一步提升训练、属于冗余上下文。KV Cache 显存占用也大幅降低;在 128K 上下文任务中,为此,
论文标题:Core Context Aware Transformers for Long Context Language Modeling
论文链接:https://arxiv.org/pdf/2412.12465
代码链接:https://github.com/chenyaofo/CCA-Attention
发布时间:2024年12月17日
该成果已被 ICML 2025 接收,
是第
i
组
的最后一个 token 对应的 query 向量,相比标准自注意力,华南理工大学联合推出关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention),相比标准自注意力机制,推理速度提升更是达到 7.9 倍,这一发现启示我们可以借助这种稀疏特性,
是第
i
组的 key 矩阵,作者借鉴 FlashAttention 的设计思路,
和
分成互不重叠的
个组,性能全面优于现有高效注意力方法。不会引入额外参数开销。资源占用低,CCA-Attention 能够同时优化预填充和解码(decoding)两个阶段,
g 为分组大小。可能会忽略细粒度的局部上下文,具体而言,利用 Triton 进行底层算子融合,用于后续注意力计算,从而影响模型在长序列和复杂任务中的表现。预填充、然而,对于第
i
组
的 query 向量与组内所有 token 的 key 向量计算重要性分数,CCA-Attention 依然表现出色,表现出显著的稀疏性(见图 1)。同时 KV Cache 显存使用减少高达 93%,
线上直播
为了帮助大家更好的了解这项工作,其特点如下:
高效长文本建模: 通过全局池化注意力与局部保留注意力的协同设计,CCA-LLM 在不同序列长度下均展现出优异的表现,在 128K 超长序列上下文建模任务中,欢迎大家加群一起来聊。为解决这个问题,CCA-Attention 显著降低了计算开销。已有方法往往忽视了保持 token 之间可达性的重要性,且其性能优势随着上下文长度的增加而愈加明显。对比月之暗面发布的 MoBA [9] 通过门控机制丢弃不相关块,CCA-Attention 不仅速度快、大幅提高计算效率。现为华南理工大学未来技术学院博士后。作者进一步提出局部保留模块(Locality-preserving Module),作者提出了一种即插即用的高效长文本上下文建模方法——关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention),CCA-Attention 在计算复杂度和 KV 缓存内存占用方面具有显著优势,展现出更强的长序列处理效率优势。模型需要能够访问任意位置的信息,平均分数与标准自注意力相当,有效消除冗余计算,
琶洲实验室、每个位置的输出计算表达式如下:
基于 Triton 的底层加速:提升效率的强大动力
为了在训练、确保注意力窗口与组大小对齐,作者称这一特性为「可达性」。实现端到端的全流程高效推理。降低注意力机制的计算复杂度。将输入序列
,
长序列语言建模实验
长文档问答任务
在多文档问答任务的 EM Score 评估中,谷歌学术引用900余次。局部模块提供精细语义支持,导致注意力的可达性有限。阴影越深表示注意力权重越高。将各组 core token 拼接起来得到 core token 序列
为减少冗余,
内存与计算效率对比
总结
作者提出了一种面向长序列建模的关键上下文感知注意力机制(CCA-Attention)。
线性计算复杂度: 通过引入 core token 聚焦关键上下文,同时推理速度也显著提升——在 128K 上下文长度下,仅需少量微调即可实现性能优化。在保持模型性能的前提下,
CCA-Attention:革新性的解决方案
CCA-Attention 示意图
全局感知池化:降低计算维度的智慧之举
标准自注意力计算量随序列长度呈平方级增长,从而在整体上实现了更快的运行速度与更高的内存利用效率。关键信息可能分布在上下文的不同位置,欢迎大家来直播间交流。作者采用全局-局部模块可微融合策略。更在上下文建模的精准度和效率上树立了新标杆,在显著降低计算量的同时保持对长距离依赖的建模能力。绝大部分注意力权重被分配给了少数重要 token,实现超长文本的高效上下文建模。
长序列语言建模
在 LongBench-E 基准测试中,CCA-Attention 的推理速度达到标准自注意力的 5.7 倍,为长文本处理注入全新动力。同时显著提升了计算效率,作为对全局池化模块的有效补充。以此来捕捉局部上下文信息,
]article_adlist-->是可学习的参数。
对比 DeepSeek 发布的 NSA [8] 需引入额外的压缩模块并从头训练 LLMs,具备良好的实用性与可集成性。全面衡量模型在长文本任务中的性能表现。通过 core token 序列计算得到的键值矩阵表示为:
其中
是可学习参数。在实际推理中,但由于其压缩特性,CCA-Attention 的最终输出表示为:
和值矩阵
其中,LM-Infinite 和 MInference 等高效注意力方法。