VOL. 01 · INSIDE THE MIND OF MACHINES

一个 token
的旅程

— 图解 · 大语言模型如何思考 —

它读一句中文,把它切成片,给每片一个坐标;在高维空间拉近相关词、推开不相关词。 然后一片一片"听完"上下文,预测下一个最可能的字。千亿参数、几兆字节显存, 只是这一过程反复回荡的回声。下面是一段小小的旅行。

◐ TOKENIZE ◑ EMBED ◒ ATTEND ◓ PREDICT
01 · TOKENS

把句子拆开

Tokenizer 把文本切成离散单元——每个 token 有一个整数 ID

模型不吃整句,只吃 token。一个 token 约等于 0.75 个汉字,或 4 个英文字符。 常用字独占一码,生僻字被拆成片段。

「今天天气真好」切成 6 个 token;「serendipity」拆成 ser · end · ip · ity。

关键事实:同一个 token 在不同上下文里 ID 不变。 模型"认识"的是这个 ID,而非字面字符串。
RAW · INPUT STRING 今天天气真好 SPLIT TOKEN SEQUENCE · ID MAP 今 ID 8372 512 dim 天 ID 9124 512 dim 天 ID 1029 512 dim 气 ID 4471 512 dim 真 ID 2967 512 dim 好 ID 1388 512 dim ⬅ TARGET 词表 VOCAB · 约 50,000–200,000 个 token ID
▸ 每一个字都被点名、编号、排队进入模型
02 · EMBEDDING

给每片一个坐标

高维空间 · 相似词相聚,反义词彼此远离

每个 token ID 查一张巨大的嵌入表,得到一个 512 维(甚至 12,288 维)向量—— 就像给每个字写了一串数字指纹。

训练让「国王」和「女王」的向量几乎平行、只差一个性别方向; 「好」的邻居总是「棒」「赞」「优秀」。

这是模型唯一能"理解"语义的方式。没有嵌入,一切只是 ID 表。
SEMANTIC AXIS · 语义轴 1 语义轴 2 好 好 棒 优 赞 晴 晴 雨 云 雪 日 今天 明天 昨日 「真」 QUERY 512-D → PROJECTED TO 2D
▸ 「真」向三个语义部落发出询问:最近的是「好」
03 · ATTENTION

哪片 token 听见了哪片

Self-Attention · 上下文里每个 token 互相对视,并按权重汇总

一个 token 不只看自己,它要加权求和所有上下文 token—— 线越粗,关注越强。

「好」紧握「真」;「真」同时听「天」「气」「今天」;「今」跨界重逢「天」。 这就是Query / Key / Value 三个矩阵的一次投影。

32–128 个注意力头并行工作,每个头关注不同的语义关系—— 有的管语法,有的管指代,有的管百科知识。
SELF-ATTENTION GRAPH · WEIGHTED 今 t₁ 8372 天 t₂ 9124 天 t₃ 1029 气 t₄ 4471 真 t₅ 2967 好 t₆ 1388 强关注权重 中等关注 长程稀疏
▸ 注意力的本质:所有 token 对所有 token 的一次带权合唱
04 · FEED-FORWARD

每片 token 再深读一遍

前馈层 · 用更高维度"咀嚼"注意力结果

注意力只决定「看哪儿」。真正"想"的部分在 FFN—— 两层全连接,把向量从 512 维 抬到 4×512 = 2,048 维,非线性激活,再压回。

GeLU / SwiGLU 是这道非线性开关,让模型能拟合复杂的语义关系。

96 层堆叠 = 96 次"看 + 想"循环。 单层 FFN 约有 1M+ 参数——大模型 90% 重量都藏在这里。
FFN · 2-LAYER MLP · 512 → 2048 → 512 DEPTH ×96 LAYERS 输入 512 d W₁ · 扩展 2,048 d 激活 SwiGLU ▸ max(0, x) W₂ 512 d 输出 ▸ 单层参数 ≈ 2.1 M,约占总参数量的 ⅔
▸ 维度抬高再压低,像大脑"通宵冥想"的形状
05 · NEXT TOKEN

押注下一个字

Softmax 把最后一层向量变成概率分布——然后自回归回炉重造

经过 96 层之后,向量交给最后一层线性头,输出整个词表的 logits—— 一串未经归一化的"分数"。再过 softmax 变成概率。

采样通常不是"最大概率",而是带温度的随机抽样。 Top-p、Top-k 是家常调味料。

采样完成后,把新 token 拼回输入, 整段右移,再走一遍同样的路—— 这就是自回归。
P(next token | "今天天气真__") 0% 20 40 60 80 100 好 0.76 ▸ 的 0.18 呢 0.04 啊 0.012 呀 0.005 哇 0.003 … Σ=1 ⟵ 拼回去 · 重新跑一遍 · AUTOREGRESSIVE ⟶
▸ 一个 token 押完,整句右移、再押、再押、再押……
旅 程
— 完 · FIN —
END OF JOURNEY · 同字 · 不同旅程