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基礎知識

Mixture of Experts(専門家混合モデル)とは?

Mixture of Experts

専門家混合モデル(MoE)は、複数の専門サブネットワークから、入力トークンごとに必要な一部だけをルーターが選んで動かす機械学習モデルの構成方式です。

仕組みと使いどころ

MoEでは、複数の「専門家」と呼ばれるサブネットワークと、各入力をどの専門家に送るかを決めるゲーティングネットワーク(ルーター)を組み合わせます。大規模言語モデルでは、Transformerのフィードフォワード層をMoE層に置き換え、トークンごとに少数の専門家を選択し、その出力を統合する構成が用いられます。全パラメータを毎回使うDense型と異なり、モデル全体の容量を増やしながら、処理時に有効化する計算量を抑えられる点が特徴です。一方、推論時にも全専門家のパラメータをメモリへ読み込む必要があり、RAMやVRAMの使用量は小さくなりません。また、特定の専門家に処理が偏る負荷不均衡、機器間の通信負荷、学習やファインチューニングの複雑さが課題になります。

Mixture of Expertsの活用例

たとえば、こんな場面で

大規模な文章生成モデルを設計する際、各トークンを少数の専門家へ振り分けるMoE層を採用し、全体のパラメータ数を増やしつつ、トークン当たりに実行する計算を限定する構成が考えられます。

使うときのポイント

モデルを比較するときは、総パラメータ数だけでなく、トークンごとの有効パラメータ数、必要メモリ、ルーティング方式、負荷分散や機器間通信の条件も確認します。

参考資料

What Is Mixture of Experts (MoE) and How It Works? (新しいタブで開きます)Mixture of Experts Explained (新しいタブで開きます)What is mixture of experts? | IBM (新しいタブで開きます)

用語の説明や活用例に関連する参考資料です。

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