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元象 XVERSE 发布中国最大 MoE 开源模型：
XVERSE-MoE-A36B，该模型总参数 255B，激活参数 36B，达到 100B 模型性能的「跨级」跃升。
同时训练时间减少 30%，推理性能提升 100%，使每 token 成本大幅下降。
在多个权威评测中，元象 MoE 效果大幅超越多个同类模型。
包括国内千亿 MoE 模型 Skywork-MoE、传统 MoE 霸主 Mixtral-8x22B 以及 3140 亿参数的 MoE 开源模型 Grok-1-A86B 等。
MoE（Mixture of Experts）是业界最前沿的混合专家模型架构 ，将多个细分领域的专家模型组合成一个超级模型，打破了传统扩展定律（Scaling Law）的局限，可在扩大模型规模时，不显著增加训练和推理的计算成本，保持模型性能最大化。
出于这个原因，行业前沿模型包括谷歌 Gemini-1.5、OpenAI 的 GPT-4 、马斯克旗下 xAI 公司的 Grok 等大模型都使用了 MoE。
值得一提的是，元象「高性能全家桶」系列全部开源，无条件免费商用，让海量中小企业、研究者和开发者能按需选择。
中国最大 MoE 开源模型
今年 4 月，元象推出 XVERSE-MoE-A4.2B，与传统 MoE（如 Mixtral 8x7B）将每个专家大小等同于标准 FFN 不同，元象采用更细粒度的专家设计，每个专家大小仅为标准 FFN 的四分之一，提高了模型灵活性与性能；还将专家分为共享专家（Shared Expert）和非共享专家（Non-shared Expert）两类。
共享专家在计算过程中始终保持激活状态，而非共享专家则根据需要选择性激活。这种设计有利于将通用知识压缩至共享专家参数中，减少非共享专家参数间的知识冗余。
此次推出 XVERSE-MoE-A36B，继续在 MoE 效率和效果方面进行技术创新。
（1）效率方面
MoE 架构与 4D 拓扑设计：MoE 架构的关键特性是由多个专家组成。由于专家之间需要大量的信息交换，通信负担极重。为了解决这个问题，我们采用了 4D 拓扑架构，平衡了通信、显存和计算资源的分配。这种设计优化了计算节点之间的通信路径，提高了整体计算效率。
专家路由与预丢弃策略：MoE 的另一个特点是“专家路由机制”，即需要对不同的输入进行分配，并丢弃一些超出专家计算容量的冗余数据。为此团队设计一套预丢弃策略，减少不必要的计算和传输。同时在计算流程中实现了高效的算子融合，进一步提升模型的训练性能。
通信与计算重叠：由于 MoE 架构的专家之间需要大量通信，会影响整体计算效率。为此团队设计了“多维度的通信与计算重叠”机制，即在进行参数通信的同时，最大比例并行地执行计算任务，从而减少通信等待时间。
（2）效果方面
专家权重：MoE 中的专家总数为 N ，每个 token 会选择 topK 个专家参与后续的计算，由于专家容量的限制，每个 token 实际选择到的专家数为 M，M<=K
根据对比实验的效果，我们选择实验 2 的设置进行正式实验。
- 实验1：权重在 topM 范围内归一化
- 实验2：权重在 topK 范围内归一化
- 实验3：权重在 topN 范围内归一化
- 实验4：权重都为 1
实验结果如下：
假设N=8，K=4，M=3（2 号专家上 token 被丢弃），不同专家权重的计算方式所得的权重如下图：
数据动态切换：元象以往开源的模型，往往在训练前就锁定了训练数据集，并在整个训练过程中保持不变。这种做法虽然简单，但会受制于初始数据的质量和覆盖面。此次 MoE 模型的训练借鉴了”课程学习”理念，在训练过程中实现了动态数据切换，在不同阶段多次引入新处理的高质量数据，并动态调整数据采样比例。
这让模型不再被初始语料集所限制，而是能够持续学习新引入的高质量数据，提升了语料覆盖面和泛化能力。同时通过调整采样比例，也有助于平衡不同数据源对模型性能的影响。
△不同数据版本的效果曲线图
学习率调度策略（LR Scheduler）：在训练过程中动态切换数据集，虽有助于持续引入新知识，但也给模型带来了新的适应挑战。为了确保模型能快速且充分地学习新进数据，团队对学习率调度器进行了优化调整，在每次数据切换时会根据模型收敛状态，相应调整学习率。实验表明，这一策略有效提升了模型在数据切换后的学习速度和整体训练效果。
下图是整个训练过程中 MMLU、HumanEval 两个评测数据集的效果曲线图。
训练过程中 MMLU、HumanEval 的性能曲线持续拔高
通过设计与优化，元象 MoE 模型与其 Dense 模型 XVERSE-65B-2 相比，训练时间减少 30%、推理性能提升 100%，模型效果更佳，达到业界领先水平。
不过此次也不是元象第一次开源。
2023 年 11 月，此前国内大部分开源参数多在 7B 到 13B，而行业共识是模型达到 50 到 60B 参数门槛，大模型才能“智能涌现”，生态亟需“大”模型时，元象率先开源了 XVERSE-65B，是当时中国最大参数开源。
2024 年 1 月，元象又开源全球最长上下文窗口大模型，支持输入 25 万汉字，还附手把手训练教程，让大模型应用一举进入“长文本时代”。
此次国内最大参数 MoE 开源，又是给生态贡献了一个助推低成本 AI 应用利器。
已落地应用
元象基于 MoE 模型自主研发的 AI 角色扮演与互动网文 APP Saylo，通过逼真的 AI 角色扮演和有趣的开放剧情，火遍港台，下载量在中国台湾和香港娱乐榜分别位列第一和第三。
MoE 训练范式具有「更高性能、更低成本」优势，元象在通用预训练基础上，使用海量剧本数据「继续预训练」（Continue Pre-training），并与传统 SFT（监督微调）或 RLHF（基于人类反馈的强化学习）不同，采用了大规模语料知识注入，让模型既保持了强大的通用语言理解能力，又大幅提升「剧本」这一特定应用领域的表现。
在此之前，借助在 AI 和 3D 领域的客户积累，元象迅速将大模型推向商用。
2023 年 11 月，元象成为全国最早一批、广东省前五获得《生成式人工智能服务管理暂行办法》国家备案的大模型，具备向全社会开放的产品能力。
而在更早的 10 月，元象与腾讯音乐联合推出 lyraXVERSE 加速大模型，并借助该技术全面升级音乐助手“AI 小琴”的问答、聊天与创作能力，让她情商与智商双高，为用户提供个性化、更深入、陪伴感十足的音乐互动体验。
元象大模型陆续与 QQ 音乐、虎牙直播、全民K歌、腾讯云等深度合作与应用探索，为文化、娱乐、旅游、金融领域打造创新领先的用户体验。
