Mamba:使用选择性状态空间的线性时间序列建模

2024-04-19 19:44

本文主要是介绍Mamba:使用选择性状态空间的线性时间序列建模,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本文主要是关于mamba论文的详解~

论文:Mamba: Linear-Time Sequence Modeling with Selective State Spaces

论文地址:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2312/2312.00752.pdf

代码:state-spaces/mamba (github.com)

Demo:state-spaces (State Space Models) (huggingface.co)

概述

Mamba 是一种新的状态空间模型架构,适用于信息密集型数据,例如语言建模。它基于结构化的状态空间模型,具有高效的硬件感知设计和实现。

Mamba是对长数据序列进行建模的新型神经网络.这些是新的选择性状态空间模型(SSM),旨在克服传统序列模型(尤其是Transformers)的局限性。该模型是循环神经网络 (RNN) 和卷积神经网络 (CNN) 的组合,灵感来自经典状态空间模型。

Mamba模型介绍

Mamba 根据输入专注于或忽略特定信息。它根据输入参数化选择性状态空间模型 (SSM) 权重,允许模型过滤掉不相关的信息并无限期地保留相关数据。

Mamba 还使用硬件感知算法以递归方式而不是卷积来计算模型。这种方法比传统方法更快、更高效,因为它不会实现拉伸状态,并避免了 GPU 内存层之间的 I/O 访问。

能够处理长序列

传统的转换器模型存在计算复杂度随着序列长度的增加而以平方形式增加的问题。在处理长序列时,这是低效且资源密集型的。Mamba 解决了这个问题,在序列的长度上线性缩放。因此,曼巴蛇可以有效地处理长序列,并具有重要的应用潜力,特别是在语言、音频和基因组学等领域。

计算效率和速度

与 Transformer 相比,Mamba 具有更快的推理速率和更低的内存要求。这意味着 Mamba 在实际应用中效率更高,并节省了训练和推理大规模模型所需的计算资源。

选择性状态空间

Mamba 根据输入对 SSM 参数进行参数化。这允许模型过滤掉不相关的信息,并无限期地保留它需要的信息。这种选择机制允许曼巴只关注相关数据,从而提高数据处理效率。

 

硬件感知算法

Mamba 使用一种硬件感知算法,该算法以递归方式而不是卷积进行计算。这会阻止 GPU 内存层之间的 IO 访问,并且不会实现扩展状态。因此,无论是在理论上(与序列长度线性缩放)还是在现代硬件上(例如,在 A100 GPU 上速度提高 3 倍),这种实现都比以前的方法更快。

简化架构

Mamba 将之前的 SSM 架构与 Transformer 的 MLP 模块组合成一个模块,提供更简单、更高效的架构。这使得 Mamba 更易于实现和扩展,适用于广泛的应用。

SSM的基本概念

SSM 是一种模型,旨在对序列数据(例如,随时间变化的数据)进行建模。这些模型结合了传统递归神经网络 (RNN) 和卷积神经网络 (CNN) 的特征,并受到经典状态空间模型的启发。

SSM能够处理长序列,并可应用于各种类型的序列数据。这些功能可以与各种架构相结合,以应用于新形式的序列建模任务。

Mamba的构架

正在更新。。。

参考文献 

[1]Mamba Explained (thegradient.pub)

[2]Mamba: The Easy Way (jackcook.com)

[3]Mamba architecture : A Leap Forward in Sequence Modeling | by Puneet Hegde | Medium

[4]Mamba Simplified - Part 2 - S4 and Mamba (premai.io)

这篇关于Mamba:使用选择性状态空间的线性时间序列建模的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/918379

相关文章

如何使用 Python 读取 Excel 数据

《如何使用Python读取Excel数据》:本文主要介绍使用Python读取Excel数据的详细教程,通过pandas和openpyxl,你可以轻松读取Excel文件,并进行各种数据处理操... 目录使用 python 读取 Excel 数据的详细教程1. 安装必要的依赖2. 读取 Excel 文件3. 读

Python的time模块一些常用功能(各种与时间相关的函数)

《Python的time模块一些常用功能(各种与时间相关的函数)》Python的time模块提供了各种与时间相关的函数,包括获取当前时间、处理时间间隔、执行时间测量等,:本文主要介绍Python的... 目录1. 获取当前时间2. 时间格式化3. 延时执行4. 时间戳运算5. 计算代码执行时间6. 转换为指

解决Maven项目idea找不到本地仓库jar包问题以及使用mvn install:install-file

《解决Maven项目idea找不到本地仓库jar包问题以及使用mvninstall:install-file》:本文主要介绍解决Maven项目idea找不到本地仓库jar包问题以及使用mvnin... 目录Maven项目idea找不到本地仓库jar包以及使用mvn install:install-file基

Java中字符串转时间与时间转字符串的操作详解

《Java中字符串转时间与时间转字符串的操作详解》Java的java.time包提供了强大的日期和时间处理功能,通过DateTimeFormatter可以轻松地在日期时间对象和字符串之间进行转换,下面... 目录一、字符串转时间(一)使用预定义格式(二)自定义格式二、时间转字符串(一)使用预定义格式(二)自

Python使用getopt处理命令行参数示例解析(最佳实践)

《Python使用getopt处理命令行参数示例解析(最佳实践)》getopt模块是Python标准库中一个简单但强大的命令行参数处理工具,它特别适合那些需要快速实现基本命令行参数解析的场景,或者需要... 目录为什么需要处理命令行参数?getopt模块基础实际应用示例与其他参数处理方式的比较常见问http

C 语言中enum枚举的定义和使用小结

《C语言中enum枚举的定义和使用小结》在C语言里,enum(枚举)是一种用户自定义的数据类型,它能够让你创建一组具名的整数常量,下面我会从定义、使用、特性等方面详细介绍enum,感兴趣的朋友一起看... 目录1、引言2、基本定义3、定义枚举变量4、自定义枚举常量的值5、枚举与switch语句结合使用6、枚

使用Python从PPT文档中提取图片和图片信息(如坐标、宽度和高度等)

《使用Python从PPT文档中提取图片和图片信息(如坐标、宽度和高度等)》PPT是一种高效的信息展示工具,广泛应用于教育、商务和设计等多个领域,PPT文档中常常包含丰富的图片内容,这些图片不仅提升了... 目录一、引言二、环境与工具三、python 提取PPT背景图片3.1 提取幻灯片背景图片3.2 提取

使用Python实现图像LBP特征提取的操作方法

《使用Python实现图像LBP特征提取的操作方法》LBP特征叫做局部二值模式,常用于纹理特征提取,并在纹理分类中具有较强的区分能力,本文给大家介绍了如何使用Python实现图像LBP特征提取的操作方... 目录一、LBP特征介绍二、LBP特征描述三、一些改进版本的LBP1.圆形LBP算子2.旋转不变的LB

Maven的使用和配置国内源的保姆级教程

《Maven的使用和配置国内源的保姆级教程》Maven是⼀个项目管理工具,基于POM(ProjectObjectModel,项目对象模型)的概念,Maven可以通过一小段描述信息来管理项目的构建,报告... 目录1. 什么是Maven?2.创建⼀个Maven项目3.Maven 核心功能4.使用Maven H

Python中__init__方法使用的深度解析

《Python中__init__方法使用的深度解析》在Python的面向对象编程(OOP)体系中,__init__方法如同建造房屋时的奠基仪式——它定义了对象诞生时的初始状态,下面我们就来深入了解下_... 目录一、__init__的基因图谱二、初始化过程的魔法时刻继承链中的初始化顺序self参数的奥秘默认