大型语言模型自注意力机制研究 核心发现 - 自注意力模块中查询(Q)和键(K)表示存在高度集中的极大值，而值(V)表示无此现象，该现象在使用旋转位置编码(RoPE)的模型中普遍存在[1][3] - 极大值分布具有跨层和跨头的规律性，与传统认知中注意力头独立性假设形成鲜明对比[3] - 该现象仅见于采用RoPE的主流模型(LLaMA/Qwen/Gemma)，未使用RoPE的模型(GPT-2/OPT)不存在此模式[4] 机制影响 - 破坏QK中的极大值导致上下文理解任务性能崩溃： - 数学推理(GSM8K)准确率从81.3%骤降至15.1%(Gemma2-9B)[5] - 密钥检索任务(Passkey Retrieval)准确率从100%降至0%[5][11] - IMDB情感分析从94%+跌至个位数[11] - 参数知识任务受影响较小：城市类任务保持76-88%准确率，名人类任务维持70%+[10][13] 技术启示 - 量化技术需针对性处理极大值：AWQ和SmoothQuant方法能有效保持上下文理解能力，普通量化导致GMS8K性能显著下降[7] - RoPE机制是极大值现象的根源，其仅作用于QK而不影响V的特性解释了现象特异性[8] - 模型设计应重点考虑位置编码机制对上下文理解的影响，优化方向可针对极大值分布进行调整[14][16] 未来方向 - 探索通过调控极大值分布提升模型上下文理解能力的可行性[16] - 开发专用于保护极大值的量化技术，平衡模型压缩与性能保留[16] - 研究不同模型架构中该现象的普适性，拓展至多模态等新领域[16]