大模型为何被视为深度学习的未来

在传统模型中，研发阶段为了满足各种场景的需求，AI 研发人员需要设计个性定制化的专用的神经网络模型。模型设计过程需要研究人员对网络结构和场景任务有足够的专业知识，并承担设计网络结构的试错成本和时间成本。一种降低专业人员设计门槛的思路是通过网络结构自动搜索技术路线，但这种方案需要很高的算力，不同的场景需要大量机器自动搜索最优模型，时间成本仍然很高。一个项目往往需要专家团队在现场待上几个月才能完成。其中，数据收集和模型训练评估以满足目标要求通常需要多次迭代，从而导致高昂的人力成本。

落地阶段，通过'一模一景'的车间模式开发出来的模型，并不适用于垂直行业场景的很多任务。例如，在无人驾驶汽车的全景感知领域，往往需要多行人跟踪、场景语义分割、视野目标检测等多个模型协同工作；与目标检测和分割相同的应用，在医学影像领域训练的皮肤癌检测和 AI 模型分割不能直接应用于监控景点中的行人车辆检测和场景分割。模型无法重复使用和积累，这也导致了 AI 落地的高门槛、高成本和低效率。

大模型是从庞大、多类型的场景数据中学习，总结出不同场景、不同业务的通用能力，学习出一种特征和规律，成为具有泛化能力的模型库。在基于大模型开发应用或应对新的业务场景时可以对大模型进行适配，比如对某些下游任务进行小规模标注数据二次训练，或者无需自定义任务即可完成多个应用场景，实现通用智能能力。因此，利用大模型的通用能力，可以有效应对多样化、碎片化的人工智能应用需求，为实现大规模人工智能落地应用提供可能。

2、大模型具有自监督学习能力，能够降低 AI 开发以及训练成本

传统的小模型训练过程涉及大量调参调优的手动工作，需要大量 AI 专业研发人员来完成；同时，模型训练对数据要求高，需要大规模的标注数据。但很多行业的数据获取困难，标注成本高，同时项目开发者需要花费大量时间收集原始数据。例如，人工智能在医疗行业的病理学、皮肤病学和放射学等医学影像密集型领域的影响不断扩大和发展，但医学影像通常涉及用户数据隐私，很难大规模获取到用于训练 AI 模型。在工业视觉瑕疵检测领域，以布匹瑕疵为例，市场上需要检测的织物种类有白坯布、色坯布、成品布、有色布、纯棉、混纺织物等缺陷种类繁多，颜色和厚度难以识别，需要在工厂长时间收集数据并不断优化算法才能做好缺陷检测。

大模型利用自监督学习功能，对输入的原始数据进行自动学习区分，合理构建适合模型学习的任务，不需要或者很少用人工标注的数据进行训练，很大程度上解决了人工标注的数据标签成本高、周期长、精确度的问题，减少了训练所需的数据量。这在很大程度上减少了收集和标记大型模型训练数据的成本，更适合小样本学习，有助于将传统有限的人工智能扩展到更多的应用场景。

我们认为，相比于传统的 AI 模型开发模式，大规模模型在研发过程中的流程更加标准化，在实现过程中具有更大的通用性，可以泛化到多种应用场景；并且大模型的自监督学习能力相较于传统的需要人工标注的模型训练能够显著降低研发成本，共同使得大模型对于 AI 产业具有重要意义，为解决 AI 落地难、促进 AI 产业化进程这一问题提供方向。

二、大模型带来更强大的智能能力

除通用能力强、研发过程标准化程度高外，大模型最大的优势在于'效果好'。它通过将大数据'喂'给模型来增强自学习能力，从而具有更强的智能程度。例如，在自然语言处理领域，百度、谷歌等探索巨头已经表明，基于预训练大模型的 NLP 技术的效果已经超越了过去最好的机器学习的能力。OpenAI 研究表明，从 2012 年到 2018 年的六年间，在最大规模的人工智能模型训练中所使用的计算量呈指数级增长，其中有 3.5 个月内翻了一番，相比摩尔定律每 18 个月翻一番的速度快很多。下一代 AI 大模型的参数量级将堪比人类大脑的突触水平，可能不仅可以处理语言模型，将更是一个多模态 AI 模型，可以处理多任务，比如语言、视觉和声音。

深度学习平台体系架构

与传统机器学习相比，深度学习是从数据中学习，而大模型则是通过使用大量的数据来训练超大规模模型。深度学习可以处理任何类型的数据，例如图片、文本等等；但是这些数据很难用机器完成。大模型可以训练更多类别、多个级别的模型，因此可以处理更广泛的类型。另外：在使用大模型时，可能需要一个更全面或复杂的数学和数值计算的支持。深度学习算法不需要像大模型那样训练大量数量的模型来学习特征之间的联系。深度学习算法是基于神经元的，而大模型是利用大量参数训练神经网络。

一、深度学习平台三要素体系

针对行业应用的多样化需求，以开源开发框架为核心的深度学习平台构建了从模型开发到部署的服务体系，包括三个核心层次：开发框架、算法模型、开发工具和能力平台。在人工智能大规模产业化生产时代，深度学习技术的通用性越来越强，深度学习平台的标准化、自动化和模块化特征越来越突出，成为人工智能技术大规模、低成本融合赋能的基础。平台以成熟算法技术直接调用、个性化场景定制化开发的形式为行业提供多种创新应用，最终形成资源丰富、多方参与、协同演进的人工智能使能生态。在深度学习平台的发展演进过程中，逐渐形成了'框架 - 算法 - 工具'三个核心层次。

底层是开源开发框架。作为深度学习平台的核心枢纽，开源开发框架连接 GPU、ASIC 等智能计算芯片，支持计算机视觉、自然语言处理、语音等各类应用。部署全流程能力，让高效开发迭代各种算法，部署大规模应用成为可能。一是通过提供编程接口 API、编码语言等方式，为开发者构建编程模型和开发能力；二是依托并行训练、动静转化、内存优化等功能，实现模型编译和训练优化；三是提供硬件接入能力，通过简化底层硬件的技术细节，建立模型与算力的连接通道，解决模型适配部署难的问题。

中间层代表算法模型，深度学习平台赋予开发者行业级的建模能力。采用预训练方式，减少数据采集、标注时间和人力成本，缩短模型训练过程，实现模型快速部署，加速 AI 技术技能开发。根据技术路线和应用价值，可以分为三类算法模型：一类是业界已经实践过的基础算法，如 VGGNet、ResNet 等主流 SOTA 模型；二是提供自然算法语言处理、计算机视觉、多模态等领域小样本细分场景的预训练模型，快速实现算法技能迁移；三是针对特定行业场景（如工业质检、安检等）的应用模型，根据用户真实的行业落地需求推荐合适的应用。结合落地机型和硬件，并提供相关实例。

上层是套件工具和能力平台，支持各层级模型的开发和部署，满足开发者各个阶段的需求。主要功能体现在以下几个方面：一是降低技术应用门槛，通过提供集成化、标准化的基础训练技术工具组件，支持可视化分析、预训练模型应用，降低训练和模型开发的门槛、云作业交付和其他功能；提供前沿技术研发工具，支撑联邦学习、自动机器学习、生物计算、图形神经网络等技术能力，为模型创新提供支持；三是提供图像分类、目标检测、图像分割等具体信息，满足行业实际需求面向业务场景的端到端开发包，涵盖数据增强、模块化设计、分布式训练、模型调参等流程，以及交叉部署平台，实现 AI 能力的快速应用；四是提供全生命周期管理，构建一体化深度学习模型开发平台，提供从数据处理、模型训练、模型管理到模型推理的全周期服务，加速人工智能技术开发和应用落地全过程，实现管控与协同。

二、深度学习平台核心作用

一是驱动核心技术迭代改进。随着深度学习技术的逐渐成熟和普及，标准化、模块化的流程工具成为开发者的共同诉求，深度学习平台应运而生。该平台通过提供包含卷积、池化、全连接、二分类、多分类、反向传播等的算法库，避免了'重复造轮子'带来的资源浪费。在更高层次上实现创新突破，实现'站在巨人的肩膀上'创新，加快人工智能技术迭代提升。

二是推动产业链上下游协同创新。操作系统作为连接 PC 和移动互联网时代底层硬件架构、顶层软件系统和用户交互界面的控制中心，是微软、诺基亚、苹果、谷歌等公司驱动产业生态的核心工具统治地位。在人工智能时代，深度学习平台还起到连接顶层（顶层应用）和底层（下层芯片）的作用，类比为'人工智能时代的操作系统'。深度学习平台的出现，使得各种算法能够基于现有硬件系统高效开发迭代并部署大规模应用，为深度学习的不断发展奠定了基础。

三是缩短千行百业智能化升级路径。当前，人工智能工程应用迎来了快速发展的窗口期，如何缩短人工智能算法从建模到实际生产的周期，提高应用效率成为各行业关注的核心问题。深度学习平台提供从制造到工具、技术、机制等涵盖人工智能能力产生、应用、管理全过程的实用工程解决方案，解决人工智能面临的专业人才短缺、数据成本高、建模等问题。智能升级中的企业发展难、资源效率低等问题，满足了企业 AI 能力建设的迫切需求，为智能升级奠定了基础。

四是承载产业生态繁荣动能。深度学习是一个典型的共创技术领域。只有构建健康完善的产业生态，才能实现繁荣和可持续发展。以深度学习平台为驱动，搭建连接产学界的沟通桥梁，通过开发者社区、赛事峰会、培训课程等方式，汇聚人才、技术、市场等行业生态资源要素。在输出技术能力、赋能产业提升的同时，不断发展运用人工智能技术的惯性思维方式，攻克各行业痛点难点，进一步带动下游需求，形成产业生态良性循环。

深度学习平台的技术创新重点

一、开源开发框架，深度学习平台的基础核心

开源开发框架作为深度学习平台的基础核心，结合编程范式、大规模分布式等关键技术，打造易用、高效、可扩展的框架引擎，解决了工业应用中的广泛问题。培训、软件适配和硬件，专注于提高人工智能产品以及软硬件解决方案的开发效率和易用性。

1、动静统一的编程范式大幅提升算法开发效率

动静统一的编程范式大幅提升算法开发效率。框架编程范式是开发人员用于编写程序时把复杂问题抽象成程序代码的不同方式，主要分为命令式编程（动态图）和声明式编程（静态图）两种编程范式，其中动态图编程具备开发便捷性的特点，开发者可在调整局部代码时，即时获得执行结果，易于调试、减少时间成本，但由于缺乏全局的计算图 Pass、显存等优化，如算子间融合、显存 inplace 等，在性能、显存等使用方面有所不足。而静态图则将用户可事先定义的全部程序代码进行全局编译优化，在功耗、性能等方面优势显著。目前，谷歌 TensorFlow、飞桨等业内主流框架纷纷布局动静统一的编程范式，同时兼容支持动态图、静态图两种编程范式，即在支持动态图高效开发训练的同时，也支持开发后一行代码转静态图训练加速和部署，大幅提升开发者算法研发准确率和生产部署效果。

2、大规模分布式训练技术有效提升巨型模型研发的承载能力

大规模分布式训练技术有效提升了超大规模模型开发的承载能力。目前算法模型规模呈指数级增长，以 ERNIE3.0 大模型为例，模型参数 2600 亿，需要存储空间 3TB，计算量 6.2E11 Tera FLOPs。单台服务器，以 Nvidia V100 为例，单卡 32GB 内存，125Tera FLOPS 的计算能力，难以满足千亿级参数模型的训练需求，数据压力大/读写模型、存储、训练等。大规模分布式训练架构布局，将千卡算力（相当于一个国家超算中心的算力）的传递和计算纳入主流企业通用实践框架，结合平台特性和端到端特征的算力模型自适应分布式训练技术成为重要的创新方向。例如，结合算力平台的灵活资源调度管理技术、自动选择最优并行策略技术、高效计算与通信技术等。

3、统一的高速推理引擎满足端边云多场景大规模部署应用

面对多样化的部署环境，具备云端推理能力，成为开源开发框架成为业界普惠工具的重要标志。物联网智能时代，开发框架必须具备端、边、云全面支持的推理机架构，以及与训练框架集成的内部表达式和算子库，实现即时训练和最完备的模型支持。推理实现能力应跨越服务器、移动和 Web 前端，模型压缩工具可以帮助开发人员实现更小、更高性能的模型。在部署过程中，开发框架还应该提供全流程推理和场景部署工具链，以实现在硬件受限环境下的快速部署。工具或技术的蒸馏，进一步优化和支持推理引擎在服务器、移动终端/边缘终端、网页等各种硬件场景下的实现。

4、标准化的软硬件协同适配技术是打造国产化应用赋能的关键

业内领先的框架平台企业试图提供可满足多硬件接入的统一适配方案，包括统一硬件接口、算子开发映射、图引擎接入、神经网络编译器这几方面。

一是构建统一硬件接入接口，完成不同硬件抽象层接口的标准化访问管理。如飞桨框架支持插件式硬件接入功能，实现框架和硬件的解耦，开发者只需实现标准接口，即可在框架中注册新的硬件后端。

二是提供算子开发映射方式，通过芯片提供的编程语言编写算子 Kernel 或算子映射方式接入硬件。具体可通过算子复用技术，减少算子数量；通过提供硬件 Primitive 开发接口，实现算子在不同硬件上复用；对于现有算子无法满足运算逻辑和性能需求的问题，开发者可以自定义算子，无需重新编译安装飞桨框架。

三是提供图引擎接入方式，通过框架计算图和硬件图引擎之间的适配，实现硬件接入。为了更高效适配深度学习框架，硬件厂商通常会提供图引擎，如英伟达的 TensorRT、Intel 的 OpenVINO 等，框架仅需实现模型中间表示向厂商模型中间表示的转换即可适配。

四是打造神经网络编译器，实现自动优化的编译技术，利用基础算子自动融合优化实现复杂算子功能，降低适配成本的同时，优化性能。如百度神经网络编译器 CINN 具有方便接入硬件，提升计算速度的特点。对比业内的 TVM，CINN 额外支持了训练功能；对比谷歌的 XLA，CINN 提供自动调优技术，可更好实现软硬协同，发挥硬件性能。

二、模型库建设，算法创新、沉淀与集成管理是快速赋能关键能力

模型库是深度学习平台推动 AI 普惠化，实现快速产业赋能的关键能力。为解决人工智能算法工程化落地过程中面临的研发门槛高、周期长等问题，深度学习平台将模型库作为平台的核心能力进行建设，开发者依托模型库，无需从头编写代码即可实现算法能力，实现应用模型的不断复用，从而促进人工智能应用多样化和规模化发展。当前，深度学习平台均基于自身开发框架构建算法模型库，提供快速搭建人工智能应用能力，如 Meta 推出，提供算法模型库以及简易 API 和工作流程；构建产业级模型库并提供面向场景应用的模型开发套件，实现模型直接调用及二次开发的能力，提升算法研发应用效率。

深度学习平台在前沿技术领域持续创新，沉淀先进算法能力，推动 SOTA 模型应用落地。一方面，深度学习平台已成为先进算法模型的重要承载体，全球来看，AI 领域创新算法的提出六成以上使用国际主流开发开源框架进行验证；另一方面，学术界、产业界对先进算法的使用需求反推深度学习平台加强对 SOTA 模型库的能力建设，促进原创算法持续产生。当前，国际主流深度学习平台模型库不断加强对前沿算法模型的积累，将算法能力沉淀至深度学习平台模型库，为开发者提供前沿技术能力支撑。

模型库通过应用场景实践加速完善，产业赋能能力不断强化。为满足产业多样化场景需求，切实推动 AI 算法应用落地，模型库主要通过两个方面提升平台产业赋能能力。一是通过细化应用场景，丰富算法覆盖方向，拓展模型库能力边界。模型库基于计算机视觉、自然语言处理等基础算法，依据实际产业需求对能力应用场景进行细化，面向图像分割、车辆检测、个性化推荐等细分任务提供经过产业实践的模型。此外，通过引入预训练模型，为开发者提供灵活、可拓展的算法能力，可实现在小样本任务中的快速应用，如目前支持产业级多个开源算法模型，已在金融、能源、交通等各行各业广泛应用。二是从实际产业应用场景出发，聚焦 AI 工程化落地问题，通过提供轻量级、低能耗的产业级部署模型，解决实际应用场景中模型的精度与性能平衡问题。

三、工具及平台完善，覆盖数据处理、模型训练和推理部署全周期

深度学习平台围绕前沿技术开发部署新范式、数据模型全流程可视化分析管理、企业级高精度应用构建以及全平台部署来布局相关工具组件及平台。

一是打造面向新型学习范式的系统化工具，深度学习平台面对强化学习、联邦学习、图学习、量子计算、生物计算等前沿学习范式，提供所需编译运行机制和解决方案，实现广泛的模型应用场景。

二是开发覆盖数据管理、模型开发和推理部署的全流程研发工具集，实际应用落地作为深度学习平台的出发点和落脚点，平台通过提供开发套件和工具组件，端到端打通数据准备、模型训练与优化、多端部署能力，助力产业实践工程化高效部署。

三是提供企业级高精度应用构建和全平台部署能力，企业开发服务平台作为深度学习平台的重要出口，整合底层核心开源框架以及上层数据处理、模型开发构建、模型训练管理及端侧部署能力，辅助企业实现一站式模型定制能力。如深度学习平台面向不同开发能力的企业打造零门槛深度学习平台，可结合网络结构搜索和迁移学习等技术完成语言理解、语言生成、图像分类、物体检测、图文生成等任务，支持企业实现在公有云、本地服务器、移动设备的多侧灵活安全部署。

四、专业领域延伸，围绕科学发现与量子智能持续探索

领先的深度学习平台和框架企业正围绕生物医药、量子智能等更具前瞻性的垂直专业领域加速布局，降低前沿科研开发门槛，提升应用开发效率。当前，前沿学术研究进入多学科融合和技术工具完善发展的新阶段，人工智能技术成为推动前沿科学发展的重要路线之一，取得了诸多突破和突破。在创新的同时，也对深度学习平台的工具能力提出了新的挑战。龙头企业重点关注以下方向，提升平台在专业领域的研发能力。

一是聚焦量子智能，应用量子计算，挖掘人工智能算法的应用潜力。量子计算具有传统计算无法比拟的信息承载能力和并行计算处理能力，有望解决人工智能模型参数数量增加带来的计算瓶颈问题。龙头企业提供基于深度学习平台的量子计算工具包，推动量子技术与人工智能机器学习模型的融合，支持量子电路模拟器、训练判别和生成量子模型；电路仿真等模块为开发者提供了人工智能、组合优化、量子化学等领域量子应用的研发工具，提高运营效率，降低量子应用研发门槛。

二是聚焦蛋白质结构预测、化合物性质预测等生物医学领域重点方向，构建一套生物计算和模型开发工具。人工智能与生物医学技术相结合，可以大大提高任务的准确性和效率，成为产业布局的重要方向。

总结

随着深度学习技术的发展，大模型已经成为深度学习的未来。大模型是一种深度学习模型，它可以处理大量的数据，从而获得准确的预测结果。

首先，大模型可以有效地处理大量数据。传统的机器学习模型只能处理少量的数据，而大模型可以处理大量的数据，从而获得更准确的预测结果。此外，大模型可以有效地处理非结构化的数据，例如图像和视频。

其次，大模型可以提高模型的准确性。大模型可以捕捉数据之间的复杂关系，从而提高模型的准确性。此外，大模型可以更快地训练，从而更快地获得准确的预测结果。

最后，大模型可以更好地支持深度学习。深度学习需要大量的数据，大模型可以支持深度学习，从而更好地发挥深度学习的优势。

总之，大模型是深度学习的未来。它可以有效地处理大量的数据，提高模型的准确性，更快地训练，更好地支持深度学习，从而提高深度学习的效率。