論文の概要: GateLoop: Fully Data-Controlled Linear Recurrence for Sequence Modeling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.01927v1
• Date: Fri, 3 Nov 2023 14:08:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-06 13:55:55.070565
• Title: GateLoop: Fully Data-Controlled Linear Recurrence for Sequence Modeling
• Title（参考訳）: gateloop: シーケンスモデリングのためのデータ制御リニアリカバリ
• Authors: Tobias Katsch
• Abstract要約: S4, S5, LRU, RetNet などの線形リカレントモデルを一般化したシーケンスモデルである GateLoop を開発した。 GateLoopは、自動回帰言語モデリングの既存のモデルよりも経験的に優れている。 提案手法は,データ制御による相対配置情報の提供と解釈できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Linear Recurrence has proven to be a powerful tool for modeling long sequences efficiently. In this work, we show that existing models fail to take full advantage of its potential. Motivated by this finding, we develop GateLoop, a foundational sequence model that generalizes linear recurrent models such as S4, S5, LRU and RetNet, by employing data-controlled state transitions. Utilizing this theoretical advance, GateLoop empirically outperforms existing models for auto-regressive language modeling. Our method comes with a low-cost $O(l)$ recurrent mode and an efficient $O(l \log_{2} l)$ parallel mode making use of highly optimized associative scan implementations. Furthermore, we derive an $O(l^2)$ surrogate attention mode, revealing remarkable implications for Transformer and recently proposed architectures. Specifically, we prove that our approach can be interpreted as providing data-controlled relative-positional information to Attention. While many existing models solely rely on data-controlled cumulative sums for context aggregation, our findings suggest that incorporating data-controlled complex cumulative products may be a crucial step towards more powerful sequence models.
• Abstract（参考訳）: 線形反復は長いシーケンスを効率的にモデリングするための強力なツールであることが証明されている。 本研究では,既存のモデルがその潜在能力を十分に活用できないことを示す。 そこで我々は,データ制御状態遷移を用いて,S4,S5,LRU,RetNetなどの線形リカレントモデルを一般化した基本シーケンスモデルであるGateLoopを開発した。 この理論的な進歩を利用して、GateLoopは自動回帰言語モデリングの既存のモデルよりも経験的に優れている。 提案手法は,高度に最適化された連想スキャン実装を用いて,低コストな$O(l)$リカレントモードと効率的な$O(l \log_{2} l)$並列モードを備える。 さらに、Transformerや最近提案されたアーキテクチャに顕著な意味を持つ、$O(l^2)$サロゲートアテンションモードを導出する。 具体的には,本手法がデータ制御された相対配置情報を注意に提供できることを示す。 既存のモデルの多くは、文脈集約のためのデータ制御累積和のみに依存するが、データ制御された複雑な累積積積積積積積積積を組み込むことは、より強力なシーケンスモデルへの重要なステップであることが示唆される。

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