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09 MoE 与稀疏容量(MoE and Sparse Capacity) ​

学习问题 ​

混合专家(Mixture of Experts,MoE)把模型总容量与每个词元的激活计算拆开:路由器为词元选择少量专家,专家完成 FFN 变换,再将结果合并回主干。判断收益时需要同时检查结构容量、训练稳定性和通信代价。

核心机制 ​

设计压力:容量增长为什么不应等于每个词元的成本增长? ​

稠密 FFN 让所有词元使用同一组参数,模型越宽,每个词元的成本越高。MoE 通过稀疏激活增加总参数,但能否获得收益取决于路由质量、专家容量和系统执行是否匹配。

MoE 稀疏容量:路由器选择专家,分发后再合并

结构机制:选择、容量与回收缺一不可 ​

对含 T 个词元、E 个专家和 Top-k 路由的批次,平均每个专家接收 Tk/E 个词元。若容量因子为 c,单专家容量通常按 ⌈cTk/E⌉ 设定。c 太小会产生溢出,太大则预留大量空槽;专家数或 Top-k 改变时,容量、通信负载和激活计算必须一起重算。

共享专家保证每个词元都有公共路径,细粒度专家改变单个专家的容量和组合空间,无辅助损失路由则尝试减少均衡目标对主任务的干扰。三者改变的对象不同,仍需用专家计数、容量溢出率、分发字节和质量指标分别验证。

环节机制问题失败表现
路由器 / Top-k哪些专家接收当前词元路由塌缩、专家长期闲置
专家容量 / 容量溢出单个专家最多接收多少词元词元丢弃、回退或排队
分发 / 合并词元如何发送并回收结果All-to-All 暴露、重排开销
负载均衡目标如何约束专家利用率辅助损失干扰主任务或约束不足

选择条件与验证证据 ​

评估 MoE 至少记录 Top-k、专家数、容量因子、容量溢出、专家负载分布、分发字节数、通信暴露时间与任务质量。仅报告总参数量或理论激活参数,无法判断真实吞吐和稳定性。

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