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Jeff Dean 与 Noam Shazeer——在 Google 的25年:从 PageRank 到 AGI
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Jeff Dean 与 Noam Shazeer——在 Google 的25年:从 PageRank 到 AGI

摘要

  • 推理时算力将成为近期的爆发点,而且经济性好得离谱。 Noam Shazeer 算了一笔账:即使模型每个 token 需要1万亿次运算、每次运算成本约$10^-18,也就是“1美元能换来100万个 token”;让 LLM “比读一本平装书便宜100倍”,比软件工程师或律师便宜100万倍以上。“利用推理时‘多想一会儿’必然会带来爆发”,这将直接传导至推理优化芯片和数据中心需求。
  • 自我改进反馈环被当作一种现实可能性,而非确定会发生的结果。 Jeff Dean 希望把芯片设计从18个月、150人压缩到少数人运行自动化搜索,届时 TSMC 3-5个月的流片时间会成为瓶颈——而这恰好接近一次训练运行的时长。当被直接问到能力是否会以加速速度爆发时,回答是“很有可能”;Dwarkesh 则透露:“我已经不打扫车库了,因为我在等机器人。”
  • 算法进步在推动每一代 Gemini 时,作用不亚于甚至超过硬件。 架构、数据配比和训练方式的变化,让模型“每个 flop 变得更强”;如今顶尖实验室用于自动化搜索新想法的算力,可能已经是训练 Transformer 所需算力的100万倍。理想中的能力门槛,是从10步任务拆解80%的可靠性,提升到100-1,000步达到90%——“这是一次巨大的、巨大的跃升。”
  • Google 已经在大规模使用自家模型。 一个基于内部 monorepo 进一步训练的 Gemini 模型,意味着 Sundar 所说的:Google 代码库中约25%的已提交字符由 AI 生成;路线图则是把上下文窗口从数百万 token 推向万亿级 token——“让所有开源开发者都能把全世界的源代码放进上下文”——前提是解决二次注意力的算法近似问题。
  • 算力需求正以乘法方式堆叠,直指2030年。 推理扩展让每次请求变重50-1,000倍;全球只有10%-20%的电脑用户发现了聊天机器人;模型规模还在持续增长,Jeff 认为这3项因素各自都可能带来2个数量级的提升。Noam 更进一步,设想全球 GDP 增长100倍,并问“太阳是多少,10的26次方瓦?”;Jeff 则明确保留意见:“我不确定完全同意……即使只走到中途,也肯定会需要大量算力。”他没有评论未来资本开支,但提醒大家“看看我们过去的资本开支”。
  • 这里勾勒出的下一代架构,是有机、模块化的“blob”。 Mixture-of-experts 被推向更极致的形态:专家模块的算力成本相差100-1,000倍,模块可按语言、数据领域或个人独立训练,进行外科手术式替换,并持续蒸馏。Pathways 基础设施已经支持这种形态,但 Gemini 尚未使用这些能力——“也许我们应该用起来”。如果这条路线胜出,只有能把数据中心级模型整体放进 HBM 的公司才有资格参与,TPU pod 持有者将获得结构性护城河。
  • Google 明明发明了几乎所有关键东西,却为何仍然迟到:搜索文化设定了过高的正确性门槛。 “你希望100%的时候都给出正确答案”,再加上安全顾虑,让 Google 低估了聊天机器人在搜索之外的用途;ChatGPT 出现前,Meena 已经在 Google 内部存在。至于发布 Transformer,Noam 并不后悔:“蛋糕不是固定大小”——不过“这些年我们确实少发布了一些正在做的东西”。如今 Gemini 2 已登顶 LMSYS Chatbot Arena。
  • Jeff 不相信数据快用完了。 Jeff 说:“我不太相信这一点”;他认为可以通过 dropout、对全世界文本训练100个 epoch、更难的训练目标,以及此前几乎没被使用的视频数据和行动模型,继续榨取现有数据的价值。真正让他们不安的效率基准是:“一个人看过10亿个 token,却已经很擅长很多事情。”

精读

1. 从25、26名员工到“Project Platypus 到底是什么?”

  • Noam 于2000年加入 Google,公司为他安排了一位“什么都懂”的导师——就是 Jeff;而 Jeff 之所以什么都懂,“因为基本上所有东西都是他写的”。Jeff 对公司规模扩张的描述是:起初你认识每个人,后来只认识每个工程师,再后来只认识每个项目,最后你会收到一封邮件,告诉你 Project Platypus 周五上线。解决办法,是建立一张关系网络,让你“通过一层间接关系,通常就能找到正确的人”。
  • Noam 的加入故事是:1999年参加招聘会时,他以为 Google 已经很大,于是直接跳过;2000年一时兴起投了简历,最后被墙上的一张每日搜索查询量的蜡笔图说服——“看起来非常像指数增长”。他的计划是先赚到创业公司的钱,然后“想做多久 AI 就去做多久”。此后他的轨迹是:“我好像每12年就会加入一次 Google:2000年、2012年和2024年。”
  • Jeff 对 Google 为什么一直是一家隐形 AI 公司的解释是:“组织全世界的信息,让它普遍可访问、可使用”是一项“非常宽泛的使命”,要完成它,必须拥有相当先进的 AI。

2. 算法追随硬件,量化则是软硬件协同设计问题

  • Jeff 说,过去10年里,你只需等待18个月,就能获得更快的通用芯片;如今制程节点需要3年,多核性能提升也已趋平,但专用 ML 加速器能为那些不属于“堆满各种 C++ 代码、试图运行 Microsoft Office 的复杂程序”的计算任务提供更高效率。Noam 对这个时代的概括是:“算术非常、非常便宜,而搬运数据相对昂贵得多……基本上整个深度学习的崛起,都大致源于这一点。”
  • Dwarkesh 引用了 Larry Page 的一句话——他也承认可能记错了:“我们的第二大成本是税,最大成本是机会成本。”被错过的机会在于芯片面积:“把它填满算术单元!”如果反过来,内存便宜、算术昂贵,AI 可能会更像“对超大内存进行大量查表”。
  • 在精度方面,TPUv1 把整块芯片押在当时并不确定的 INT8 serving 上;如今 INT4、FP4,甚至1 bit 量化都进入讨论——“只有0和1,再为一组 bit 配一个符号位”。这对20年前专攻超算浮点数的人来说近乎异端。组织层面的教训是协同设计:单独问算法设计师,他们会以“很烦”为由拒绝量化;但看完整体图景后,你可以告诉他:“你的模型会快3倍,所以你得处理这个问题。”

3. 1990年的反向传播论文、2007年的2万亿 token N-gram 模型,以及从12小时到100毫秒

  • Jeff 的本科论文在32处理器 Hypercube 上实现了反向传播中的模型并行与数据并行——“4页内容,再加30页 C 代码”。他当时天真地希望32个处理器就能训练真正的神经网络,但实际少了6个数量级的算力:“我们大约需要多100万倍算力”,而这批算力在2008-2010年前后才到位。
  • 2007年,Franz Och 的翻译团队凭借巨大的 Bleu 分差赢下 DARPA 比赛,但问题是:“我们没法上线……翻译一句话要12小时。”每个词都要进行100,000次磁盘寻址。Jeff 花了2-3个月,在200台机器上构建了一个内存中的压缩表示,存储跨越2万亿个词的五元语法统计,并配套批处理 API,把翻译从“要跑一整晚”压缩到100毫秒。Dwarkesh 说,关于 Jeff Dean 的那些 Chuck Norris 式传说——“光速原本是每小时35英里,直到 Jeff Dean 用一个周末把它优化了”——突然从段子变成了纪录片。
  • Noam 在2001年写过一个拼写纠错器,单机运行、全部驻留内存,Jeff 随手输入各种被打乱的查询,它几乎都能纠正,包括“scrumbled uggs Bundict”。Noam 说:“嗯,我想那应该就算语言建模吧。”

4. “世界上最好的问题”,以及促成规模化的猫神经元

  • 两人都没预料到 N-gram 会席卷世界——当时“很多人对贝叶斯网络很兴奋”。但 Noam 对神经语言模型的转变,是整期节目的核心命题:这是“世界上最好的问题”,因为它表述简单——预测下一个词的概率分布;拥有近乎无限的自监督训练数据;“而且它是 AI complete。如果你能把这件事做得很好,基本上什么都能做。”
  • Transformer 是否不可避免?Jeff 认为,很多想法“部分已经存在于空气中”——神经图灵机和注意力机制都在流传;但仍然“需要某个团队真正去做”,把已有想法改造组合起来,同时解决那个真正尚未解决的部分。
  • Jeff 说,早期 Brain 没有 GPU,只能让2,000台 CPU 机器、16,000个核心在1,000万张 YouTube 视频帧上做无监督学习。结果,一个顶层神经元在从未被告知“猫”是什么的情况下,竟然“对猫触发了”。这个模型比此前训练过的任何模型大约大50倍,并让 ImageNet 20,000类别的当时最佳成绩相对提升60%——“把神经网络做大似乎是个好主意,所以我们应该继续推进。”

5. 不是信息检索公司——“真正酷的是1,000万亿美元”

  • Jeff 重新定义 AGI 时代的 Google:“我们是一家‘组织全世界信息’的公司,这比信息检索更宽泛。”如今这也包括创造信息,例如替你起草给兽医的信;整合100个网页、处理不存在单一来源的信息;以及非人类模态,如“自动驾驶汽车上的奇怪 lidar 传感器、基因组信息或健康信息”。
  • Noam 一如既往地直白地描述机会规模:“组织信息显然是一个万亿美元机会,但1万亿美元已经不酷了。真正酷的是1,000万亿美元。”价值释放点在于,系统不仅回答问题,还会“真的替你做事,写你的代码”。
  • Jeff 举了一个尚未完成的愿景:任何视频都能用数千种语言观看——“我们还没完全做到,但这绝对是我在地平线上看到的事情。”

6. 关注万亿级 token——monorepo 全部进入上下文,25%的代码由 AI 编写

  • Noam 对幻觉的解释是:数十万亿个训练 token 被“搅拌”进参数后,变得“软乎乎的”;而上下文中的信息得益于注意力机制,会变得“非常锋利、非常清晰”。当前模型已经能处理数百万 token——数百页 PDF、50篇论文、数小时视频;但终极目标是万亿级:“它能不能关注整个互联网?……我所有的邮件、文件和照片……让每个 Google 开发者都能把全部 Google 代码库放进上下文。”
  • 瓶颈在于朴素注意力的二次复杂度——“没有希望直接朴素地扩展到万亿级”,因此必须采用“大量有意思的算法近似”。Dwarkesh 补充了内存的不对称性:参数大致每个记住一个事实,而上下文中的每个 token,在每层都要付出从 KB 到 MB 不等的 key 和 value 存储成本——“你拿一个词,最后把它膨胀成10 KB。”
  • 与此同时,已经上线的版本本身就很重要:Gemini 在 Google 内部代码库上进一步训练后,按 Sundar 的说法,已提交代码中约25%的字符由 AI 编程模型生成,并经过人工监督。

7. 100万名研究员,每天一个突破

  • Jeff 对 ML 研究的模型是:“如果你有一个绝妙的想法……即使你很聪明,它成功的概率也只有2%。这些事情大多数都会失败,但如果你尝试100个、1,000个或100万个,就可能撞上某个惊人的东西。我们有充足的算力。”如今顶尖实验室拥有的算力,可能已经是训练 Transformer 所需算力的100万倍。Dwarkesh 将其外推到10万人的研究社区——仅 NeurIPS 就有15,000人——再放大1,000倍;Noam 接着说:“每天一个突破?……听起来有可能不错。”
  • 这需要相应的纪律:所有人都想以最大规模运行实验,“但我认为这是人类的问题”。正确做法是先做一个1/1000规模的问题,再用它筛选100,000个想法。Jeff 的愿景是,研究员“轻轻地引导一个更加自动化的搜索过程,而不是亲自照料大量实验”,让想法筛选进入生产配方的速度提高100倍。
  • 唯一无法并行化的是最大规模的 N=1 实验:你需要“把一群杰出的人放进房间里”盯着结果。Jeff 的解决方案是:“更多硬件是一个好办法。更好的硬件也是……我们指望你们。”当 Dwarkesh 认为自主编程被低估时,Jeff 展现出自己的克制:“我只是不喜欢炒作那些还没完成的东西。”

8. 反馈环:几个月设计芯片、1,000步可靠性,以及“很有可能”的爆发

  • Jeff 的芯片周期压缩论是:如今从“我们应该造一块芯片”到交付 TSMC,大约需要18个月;其中晶圆厂环节在先进节点上只占3-5个月,而且随着金属层增加还会变慢。如果把设计搜索自动化到只需“少数几个人”,晶圆厂时间就会成为主导;而由于流片时间与一次训练运行相当,“你可能可以同时进行这两件事”,把 ML 硬件的预测窗口从2.5年缩短至6-9个月。
  • 当被直接问到,这是否会让能力快速爆发、越过人类智能的尾部时,回答是:“很有可能。”Jeff 更愿意用具体指标表达:今天的模型能以约80%的可靠性把问题拆成5-10步;如果能做到“100到1,000步,90%的时候都成功”,那将是“惊人的进步”。“我们不需要新硬件来实现这一点,但有的话我们也要。”Noam 接话:“永远别拒绝新硬件。”
  • Dwarkesh 在“未来是缓慢推进20年,还是人类历史上最重要的2年”之间的立场是:“我已经不打扫车库了,因为我在等机器人。所以我可能更接近第二派。”

9. 推理时算力:比平装书便宜100倍,到处都是提升空间

  • Noam 给出了关键算术:每个 token 需要1万亿次运算、每次运算成本约$10^-18,也就是“1美元能换来100万个 token”;相比之下,读一本平装书每美元只能处理10,000个 token,推理成本比客服代理便宜10,000倍,比医生或律师便宜100万倍以上。“我们能不能增加计算量,让它变得更聪明?我认为我们很快就会看到的大部分能力起飞,都属于这种形式……必然会带来爆发。”
  • Dwarkesh 想要一个可调节的“旋钮”:面对难题时增加推理算力,但“你大概不希望花海量算力去计算‘1加1等于多少’”;系统“应该决定使用计算器工具”。线性扩展推理算力是否已经解决?答案是:“我们正在研究算法。”如今增加10倍算力能带来更好的答案,但目标是让每10倍算力带来的质量跃升高于当前水平。
  • Noam 的指南针是 Rich Sutton 的 Bitter Lesson:“真正极其有效的两种技术是学习和搜索”;搜索“必须成为解决方案的一部分”。效率层面,drafter 模型可以让小模型先提出4个 token,再由大模型验证——“大模型被用作验证器”——从而打破逐 token 解码的瓶颈。约一周前推出的 deep research 工具,则预示了异步界面的问题:20个后台任务同时运行,并不断回来询问输入,比如“我找到你去柏林的航班了……”

10. 多数据中心训练已经可行,两位共同负责人争论异步与同步

  • Google “已经在做这件事”:Gemini 1.5 技术报告披露,模型训练跨越多个 metropolitan area,通过高带宽、高延迟链路连接。Noam 的逻辑是:如果每一步需要几秒,50毫秒延迟就无关紧要——“只要能在一步计算所需的时间内同步全部参数,就已经足够好了。”
  • 两人之间存在一场值得保留的真实分歧。Jeff 倾向同步:“非常舒服……实验变得可复现,而不是结果取决于当时是否有 web crawler 在同一台机器上运行。”Noam 则说:“我喜欢异步,它能让你扩展得多得多。”他的方案是用可重放的操作日志实现异步但可复现;不过随着规模增长,“可能会推动我们比现在多采用一些异步。”
  • 调试的现实是,神经网络“对噪声极其宽容”,所以配置错误往往只会静默地降低性能:“你的代码可能有 bug。大多数时候它什么也不改变;有些时候它让模型变差;还有些时候它让模型变好——然后你会发现新东西,因为此前从没在这个规模上尝试过这个 bug。”系统集成有50%的概率失败,取舍则在于代码库与算法复杂度,以及每个研究员都希望自己的发明被上线。

11. 100万个邪恶 Jeff Dean:把安全当作工程问题

  • Jeff 在末日论者与否定风险者之间取中间立场,引用自己参与撰写的《Shaping AI》论文:两种极端都属于“放任主义”;真正的任务是把部署“塑造和引导”到教育、医疗等方向,远离“电脑会接管一切”。“这是一个工程问题:如何工程化地构建安全系统?”这类似于飞机软件所拥有的安全记录。Dwarkesh 的反驳是,737不会被关在盒子里运行2年,然后出来变成版本1000。
  • Jeff 对控制问题的技术押注是:“分析文本似乎比生成文本更容易……语言模型真正分析语言模型输出、识别其中问题的能力,实际上会成为解决很多控制问题的办法。”他还有一个商业层面的理由:部署往往受安全限制,“所以把这件事做得非常、非常好,会变得极其重要。”
  • 对自我改进反馈环,Noam 的安全阀是人工把关:系统可以探索算法想法,但“我们会决定”什么进入核心代码库;这是“有人类监督的自我改进”,而不是“完全自我改进”。当 Dwarkesh 提出100万个邪恶 Jeff Dean 可能比核战争之外的任何事情都更糟时,Noam 面无表情地回答:“训练数据从哪里来?”最后 Noam 说:“那不会赋予人们力量……所以我反对。”Dwarkesh 回答:“我也是。”

12. 2030年的 Fermi 估算:天文数字,Jeff 对 Noam 保留意见

  • Jeff 把几个乘数叠加起来:推理扩展让单次请求的算力需求提高50-1,000倍;如今全世界只有“10%的电脑用户发现了聊天界面,或者说20%”,因此用户渗透还会带来“另一个数量级或两个数量级”;更大的模型再增加1-2个数量级。结论是:“你需要极其高效的推理硬件。”
  • Noam 则完全放开想象:个人助理耳机“可能就像你是 Joe Biden……内阁里的耳机”,花2倍算力成本就能换来“5、10个 IQ 点”;每天花10美元或20美元,让更聪明的助手把你从10倍工程师变成100倍、甚至1,000万倍工程师;全球 GDP 增长2个数量级,能源问题被解决,数十亿机器人建造数据中心,“太阳是多少,10的26次方瓦?”Jeff 留下了明确的保留意见:“我不确定完全同意……即使只走到中途,也肯定会需要大量算力。”
  • 至于 Google 的建设速度是否足够激进,Jeff 说:“我不会评论未来的资本支出,因为我们的 CEO 和 CFO 可能不希望我这么做。但……你可以看看我们过去几年的资本开支,就会看到我们确实在投资。”

13. 有机 blob:模块化专家、外科式升级,以及已经为此建好的 Pathways

  • Jeff 描述的下一代范式,是一种比今天更有机的结构。当前 MoE 过于规整:专家规模相同,路径很快就重新合并。他希望由不同团队独立训练模块,例如“东南亚语言”或“理解 Haskell 代码的推理模块”,再把它们接入基础模型——“Google 内部有100个团队,大家共同改进模型,这算是一种持续学习。”模块也能解决数据治理:针对个人私有数据的模块、只用 YouTube 数据的模块、仅限内部使用的模块,都可以按使用场景隔离。
  • Jeff 的保留意见来自科学方法:在快速进步阶段,受控的从零开始对比,才能“帮助我们判断该构建什么”。Dwarkesh 的回答是版本化模块:冻结基础模型,把模块 N 换成 N-prime,这可能让研究“便宜、快速得多”。每个模块还可以持续蒸馏:大版本蒸馏成小版本,删除大版本,加入新容量,然后在“1,000个不同地方”重复,全部在后台运行。
  • 关键细节是:“Pathways 这个系统能支持的很多东西,正是这种不同部件异步更新、结构曲折而奇怪的模型。我们用 Pathways 训练 Gemini,但还没有使用它的一些能力。不过,也许我们应该用起来。”
  • Dwarkesh 进一步推导出结构性含义:未来不同专家的算力成本可能相差100倍或1,000倍;热门专家被复制,负责塔希提语舞蹈的专家则被换入 DRAM。但你必须在大 batch size 下把整个模型放进 HBM,Jeff 也打消了“未使用专家不花钱”的误解。服务一个数据中心级 blob,可能会偏向拥有 TPU pod 级基础设施的公司;之后你总能把它蒸馏到手机上。“如果有人能发明惊人的蒸馏技术,那就太好了。”

14. “一个人看过10亿个 token”——Jeff 不相信数据快用完了

  • Jeff 反驳数据墙论:“我不太相信这一点,因为我认为我们可以从现有文本数据中训练出更有能力的模型。”办法包括 dropout——它最初为图像发明,“我们基本没有把它用于文本”——以及在全世界文本数据上训练100个 epoch,尽管 Jeff 承认这会非常耗算力;还包括更难的训练目标:“当模型看到‘答案是’时,也许训练阶段应该让它做的工作远多于看到‘这’时。”视觉领域的技巧也有文本对应物,例如遮住鸟的一半,再根据局部信息推断整体。
  • 样本效率的基准是:“一个人看过10亿个 token,却已经很擅长很多事情。”Jeff 认为缩小差距需要改变 next-token 目标——人读完一章后能回答章末问题;训练那些几乎未被触及的视觉数据;最重要的是让模型采取行动。婴儿通过扔东西学习重力,“当你不是行动发起者时,这件事就难得多。”被问到 Gato 是否代表未来时,他说:“让模型能够观察、采取行动,再观察相应结果,似乎非常有用。”这是保留意见,不是背书。
  • 讨论还延伸到完全不依赖外部数据的学习:Einstein 的思想实验、数学家的推演、只需要规则的国际象棋自我对弈——“也许我们可以让这个东西和自己对话,让自己变得更聪明。”

15. 发布 Transformer、最终仍然迟到,以及让人留在牌桌上的谦逊

  • Noam 不后悔把 Transformer 发布出去:“我们确实需要看到机会有多大,而机会往往会体现在其他公司正在做什么上。而且蛋糕不是固定大小。”但政策已经变化——“这些年我们确实少发布了一些正在做的东西”。Noam 给出的分层判断是:超级关键的东西留在内部;与产品相关的东西先上线,再发布论文,例如 Pixel 的夜视模型;用于建设社区的工作则提交 NeurIPS。
  • Google 明明领先,却仍被竞争对手抢先,原因包括搜索文化对事实准确性的要求——“你希望100%的时候都给出正确答案”——以及安全担忧,导致 Google 低估了聊天机器人“在那些你不会问搜索引擎的问题上”的价值。ChatGPT 之前,Meena 已经存在于 Google 内部,疫情期间 Google 员工甚至拿它当午餐聊天伙伴。Jeff 坦率复盘:“我们是否希望更早发布聊天机器人?也许吧。”如今 Gemini 2 登顶 LMSYS,内部小厨房里反复喊着:“这么好的模型,这么好的模型。”
  • 面对自己横跨搜索、系统、硬件和 AI 的职业寿命,Jeff 的答案是与“五六位拥有不同专业知识的同事”一起工作,让彼此的知识相互摩擦、相互传递。Noam 则带着玩笑说:“谦逊,比如说我是最谦虚的人。”真正的含义,是一旦发现更好的东西,就愿意立刻放弃原来的想法。他对组织的观察是:Brain 早期采用自下而上的“UBI”芯片分配机制——每个人有一个 credit,也可以合并使用——鼓励团队及时砍掉失败项目;Gemini 的自上而下模式更利于协作,却也会诱使所有人宣称“我做的东西运行得非常好”。未来需要两种模式并存。Jeff 自己的启动机制,则是一份内部幻灯片,标题叫《Go, Jeff, Wacky Ideas》。

核验说明

  • Gato 之后的讨论,在原始字幕中无法明确确认发言人。