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预训练与数据

Pretraining & Data 活跃前沿

大模型能力的第一性来源:Scaling Laws、数据配比与清洗、开源模型生态,以及「数据墙」之下的下一阶段预训练范式。

代表机构: OpenAIDeepMindMeta AIDeepSeek

子领域

本页目录

概述

解决什么问题

模型的智能从哪里来?这个领域的答案是:从算力、数据与参数的幂律关系中「买」来。预训练与数据研究的是怎么花最少的钱买到最多的能力,以及当「原料」(互联网文本)耗尽时接下来买什么。

当前图景

Kaplan 2020 年给出损失-算力-数据的幂律,Chinchilla 2022 年修正了最优参数/数据配比,此后两年行业沿着「Chinchilla-optimal 之后继续超采数据」的方向演进(Llama 3、Qwen 2.5 均为数据远超参数最优配比)。数据侧的重心从「收集」转向「工程」:去重、质量分类器、领域配比、课程式训练、合成数据回流。

2024–2025 年,Llama、Qwen、DeepSeek 等开源(权重)模型把前沿能力持续下放,开源与闭源的差距被压缩到以月计。与此同时,「数据墙」成为共识性焦虑——公开文本的总量上限逼近,合成数据与强化学习阶段(后训练)承担起越来越多的能力增益。

开放问题

  • 数据墙之后,预训练的边际收益靠什么维持:合成数据、多模态语料,还是把预算挪给后训练?
  • Scaling Laws 在测试时计算时代是否需要重写(算力从预训练转移到推理)?
  • 开源模型能否长期保持与闭源前沿的「可追距离」?

经典工作

  • Scaling Laws for Neural Language Models(2020,Kaplan)
  • Training Compute-Optimal Large Language Models(2022,Chinchilla)
  • Language Models are Few-Shot Learners(2020,GPT-3)

论文精读

全部论文 →

Training Compute-Optimal Large Language Models (Chinchilla)

★★★★★

Hoffmann et al. (DeepMind) · NeurIPS 2022 2022

用正确的实验设计修正 Scaling Laws:同算力下参数与数据应等比增长,70B 的 Chinchilla 打败 280B 的 Gopher。

Language Models are Few-Shot Learners (GPT-3)

★★★★★

Brown et al. (OpenAI) · NeurIPS 2020 2020

175B 参数的自回归语言模型在 zero-shot/few-shot 设置下横扫数十个 NLP 任务,上下文学习成为新的能力范式。

Scaling Laws for Neural Language Models

★★★★★

Kaplan et al. (OpenAI) · arXiv 2020 2020

首次系统刻画损失随参数、数据、算力的幂律关系,把「堆规模」变成可外推的实验科学。

演进脉络

完整时间线 →
  1. ImageNet 数据集发布 2009 年 6 月 1 日

    李飞飞团队发布含 1400 万标注图像、2 万类别的 ImageNet,用众包完成了此前不可想象的标注工程——三年后它将成就 AlexNet,证明「数据是深度学习的燃料」。

  2. Word2Vec:词的意义成为向量 2013 年 8 月 1 日

    Mikolov 的 Word2Vec 用「Skip-gram + 负采样」把词训练成稠密向量,「国王 - 男人 + 女人 ≈ 女王」展示了语义的可计算性,为整个 NLP 的表示学习转向奠基。

  3. GPT-1:生成式预训练的开端 2018 年 6 月 11 日

    OpenAI 用「无监督预训练 + 有监督微调」的两段式在多项 NLP 任务上取得领先,确立了 Generative Pre-Training 路线——GPT 系列的第一步。

  4. BERT:双向编码器统治 NLP 2018 年 10 月 11 日

    Google 的 BERT 用掩码语言模型 + 双向 Transformer,在十一项 NLP 任务上同时刷新纪录,「预训练语言模型 + 微调」成为行业标准范式,NLP 的 ImageNet 时刻。

  5. GPT-2:「too dangerous to release」 2019 年 2 月 14 日

    OpenAI 发布 15 亿参数的 GPT-2,以「防止滥用」为由分阶段开源权重——争议本身成了最好的宣传,也第一次让公众意识到语言模型的能力边界。

  6. Scaling Laws:规模化的科学化 2020 年 1 月 23 日

    OpenAI 的 Kaplan 等人系统刻画了损失随模型参数、数据量、算力的幂律关系,把「堆规模」从信仰变成可外推的工程学科,直接奠定了 GPT 系列的投资逻辑。

  7. GPT-3:少样本学习的涌现 2020 年 5 月 28 日

    1750 亿参数的 GPT-3 展示了 in-context learning:不更新任何权重,仅在 prompt 中给几个示例即可执行新任务,「大模型即少样本学习者」的范式宣言。

  8. Chinchilla:重新计算 Scaling 的账本 2022 年 3 月 29 日

    DeepMind 证明同算力下「更小模型 × 更多数据」优于 Kaplan 曲线的建议,70B 参数的 Chinchilla 打败 280B 的 Gopher,行业模型尺寸策略随之改写。

  9. LLaMA 开源:开源大模型的引爆点 2023 年 2 月 24 日

    Meta 开放 LLaMA 系列权重(研究许可,随后一周即泄露扩散),社区迅速跑通微调生态——Alpaca、Vicuna 在数周内涌现,开源大模型时代不可逆转地开启。

  10. GPT-4 发布:多模态前沿旗舰 2023 年 3 月 14 日

    OpenAI 发布 GPT-4,支持图像输入,在律考、AP 等人类考试中进入前 10%,配合微软全面产品化,确立「前沿模型」的竞争格局——也开创了不再公开技术细节的先例。

  11. DeepSeek-V3:开源效率的极致 2024 年 12 月 26 日

    DeepSeek-V3 以 671B 总参 / 37B 激活的 MoE 架构、约 558 万美元的训练成本逼近闭源前沿,MLA + 无辅助损失负载均衡 + FP8 混合精度训练成为效率工程的新教科书。

关联研究问题

全部问题 →

开源权重能否持续追平闭源

稳步推进

开源(开放权重)生态决定了 AI 能力的分布结构:如果差距持续收敛,前沿能力将商品化,竞争转向数据、系统与产品;如果差距重新拉大(比如推理模型时代的数据与算力门槛),能力将集中到少数实验室。这同时影响研究可复现性——学术界能摸到的模型水平决定了可做的研究类型。

Scaling 的终局:数据墙之后靠什么

存在争议

过去五年行业的核心投资逻辑建立在「堆算力就能买能力」的幂律之上。如果预训练 Scaling 真的撞上数据墙与收益递减,整个领域的资源分配(训练 vs 后训练 vs 推理)都要重写——这是十亿美元级的不确定性。

合成数据:解药还是自噬

存在争议

高质量人类文本预计在几年内耗尽,而模型对数据的胃口仍在指数增长——合成数据是唯一量级匹配的候选解药。但如果模型在自己产出上反复训练会退化(model collapse),整个 Scaling 路线就有内生上限;如果「合成数据 + 严格过滤」能闭环,数据瓶颈就只是工程问题。这是决定下一代模型能否继续变强的最硬约束之一。