Beam Search是什么?一文讲清AI大模型知识点Beam Search(束搜索)
大模型(如 ChatGPT、DeepSeek)在生成回答时,并不是一次性输出整段文字,而是一个词一个词地“逐步吐出”(更准确地说,是一个个 token)。
1、 什么是“Beam Search”?
大模型(如 ChatGPT、DeepSeek)在生成回答时,并不是一次性输出整段文字,而是一个词一个词地“逐步吐出”(更准确地说,是一个个 token)。
每一步,模型都会计算所有候选词的概率,例如:
“我” → 概率 0.6
“你”→>概率 0.3
“它→>概率 0.1
接着,模型会根据设定的 Decode 策略,从中选择一个词输出。这个选择过程被称为: Decoding,而 BeamSearch(束搜索)就是其中一种常用的 Decode 策略。
2、 咱先了解一下“Greedy Search”
简单粗暴的一种 Decode 策略: 每一步都选概率排名 Top-1的token,一条路走到黑。
举个例子:
第1步:
候选 token: “我”(0.6)、“你”(0.3)、“它”(0.1)→选“我”
第2步:
基于“我”继续推理,生成候选词 token: “喜欢”(0.6)“讨厌”(0.4)→ 选“喜欢”
生成结果: “我喜欢”
缺点很明显:
有点“目光短浅”: 只盯当下,不考虑整体句子可能更好的组合。
生成结果单一、容易重复,不太聪明。
3、 “Beam Search”的原理解析
核心思想: 不把鸡蛋放一个篮子里,每一步保留多条推理路径。
工作流程如下:
1.设置“束宽”B(Beam Width): 表示每一步保留的候选推理路径数量,比如 B=2,就保留概率 Top-2 的两个组合。
2.按概率累积打分: 使用对数概率(logP)累加评分,避免数值太小无法比较。
3.逐步扩展 & 筛选: 每一轮都从上一步的每个候选里继续“展开”,再从所有新组合中筛出 Top-B 个组合。
举个例子(束宽 B=2):
第1 步: 生成起始词
-“我”(0.5)
-“你”(0.3)
淘汰“它”(0.2),保留“我”和“你”作为候选。
第2步: 继续扩展
-“我喜欢”→ log(0.5)+ log(0.6)= -0.52
-“我讨厌”→ log(0.5)+ log(0.4)= -0.70
-“你去”→log(0.3)+log(0.7)=-0.68
-“你来”→ log(0.3)+ log(0.3)= -1.05
保留概率 Top-2 的两个组合 →“我喜欢”、“你去”
第 3 步: 继续对“我喜欢”和“你去”进行扩展…
结果可能生成: “我喜欢吃水果”or“你去哪里啦~”
4、 “Beam Search”的优缺点
优点:
相比贪心搜索,Beam Search会保留多条候选路径,通常能生成更通顺、更合理的句子。
束宽可控,能灵活平衡性能和效果。
缺点:
更耗计算资源,束宽 B越大,推理路径越多、越烧显卡。
缺乏随机性,容易生成“中规中矩”的保守回答。
有时会陷入“循环输出”。
小彩蛋
像 ChatGPT、Deepseek 这些模型在生成内容时,不会只用Beam Search,还会结合一些“随机采样”(Sampling)技巧:
比如:
-温度调节(Temperature)
-Top-k 或 Top-p 截断采样
这些方法可以让 AI“偶尔胡思乱想”一下,跳出框框,输出更有趣、更有“人味儿”的回答~
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