采样/取样 (Sampling)
采样(Sampling) 是大型语言模型(LLM)生成文本的核心机制。它指的是模型在生成过程中,从其预测的下一个词的概率分布中选择一个词的过程。
关键概念
概率分布: 在每个生成步骤,模型会根据当前上下文(提示词和之前生成的词)计算出词汇表中所有可能的下一个词的概率分布。
选择策略: 采样算法决定了如何从这个概率分布中选择实际的输出词。不同的策略会产生截然不同的输出风格和质量。
随机性: 大多数采样方法都引入了随机性(基于概率),这使得模型的输出是非确定性的(即相同的输入可能产生不同的输出)。
可控性: 采样参数(如
temperature
,top_p
,top_k
)允许开发者精细调整生成过程的随机性和创造性。
常见的采样技术
贪婪采样 (Greedy Sampling):
方法: 总是选择概率最高的词。
优点: 简单,输出连贯(局部最优)。
缺点: 容易产生重复、可预测且缺乏创造性的文本。输出是确定性的。
MCP 参数: 设置
temperature=0
通常启用贪婪采样(取决于后端实现)。
随机采样 (Random Sampling) / 多项式采样 (Multinomial Sampling):
方法: 根据概率分布随机选择下一个词。概率越高的词被选中的几率越大,但低概率词也有机会。
优点: 输出多样性高,更具创造性。
缺点: 可能产生不连贯或不相关的输出,风险更高。
MCP 参数:
temperature
控制随机性程度(见下文)。
核采样 (Top-p Sampling) / 概率阈值采样 (Nucleus Sampling):
方法: 从累积概率超过阈值
p
(例如 0.9)的最小词集合中随机采样。这动态地限制了候选词的范围,只考虑最有可能的词。优点: 在保持连贯性和相关性的同时增加了多样性。自动适应不同时间步的概率分布形状。
MCP 参数:
top_p
(值范围 0.0 - 1.0)。
Top-k 采样 (Top-k Sampling):
方法: 仅从概率最高的前
k
个词中随机采样。优点: 比纯随机采样更聚焦,减少无关词的出现。
缺点: 固定的
k
值可能不适用于所有情况(例如,概率分布很平坦或很尖锐时)。MCP 参数:
top_k
(整数值)。
重要采样参数
temperature
(温度):控制采样随机性的主要参数。
temperature = 0
:通常是贪婪采样(确定性,选择最高概率词)。0 < temperature < 1
:降低随机性。模型更倾向于高概率词,输出更保守、更可预测、更连贯。temperature > 1
:增加随机性。概率分布被“平滑”,低概率词被选中的机会增加,输出更具多样性、创造性,但也可能更不连贯或不相关。
top_p
(或nucleus_p
):用于核采样。设置累积概率阈值
p
。只考虑累积概率达到
p
的最小词集进行采样。较低的值(如 0.5)限制性更强,较高的值(如 0.9, 0.95)允许更多词被考虑。
top_k
:用于 Top-k 采样。设置每次采样时考虑的最高概率词的数量
k
。k=1
等同于贪婪采样。k=40
或k=50
是常见值。k=0
通常表示禁用 Top-k(使用整个词表或依赖top_p
)。
MCP 中的采样
MCP 规范通过通用的 API 参数(主要是 temperature
, top_p
, top_k
)来抽象化底层的采样实现细节。这使得应用程序可以使用一致的接口请求不同的生成行为,而无需关心后端使用的是哪种具体模型或采样库。
{
"model": "your-model-id",
"messages": [...],
"parameters": {
"temperature": 0.7,
"top_p": 0.9,
"top_k": 50,
"max_tokens": 100
}
}
效果: 此请求要求模型使用温度 0.7、核采样(p=0.9)且限制在前 50 个词内(
top_k=50
)来生成最多 100 个 token。top_p
和top_k
可以单独使用或组合使用(具体行为取决于后端实现,但通常组合使用时效果是叠加限制)。
总结
采样是将 LLM 预测的概率转化为实际文本的关键、非确定性过程。理解不同的采样技术(贪婪、随机、核采样/Top-p、Top-k)及其控制参数(temperature
, top_p
, top_k
)对于通过 MCP API 有效控制 LLM 生成文本的创造性、连贯性、相关性和多样性至关重要。开发者可以通过调整这些参数来优化应用程序所需的输出风格和质量。
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