字节Seed：大概念模型来了，推理的何必是下一个token

推荐语

字节Seed团队突破性研究：DLCM让大模型推理不再依赖Token，效率提升34%！

核心内容：
1. DLCM创新地将推理单位从Token升级到动态概念层级
2. 分层预测框架实现语义空间压缩与自适应计算分配
3. 在推理任务中同时提升准确率2.69%并降低34%计算量

杨芳贤

53AI创始人/腾讯云(TVP)最具价值专家

LLM的下一个推理单位，何必是Token？

刚刚，字节Seed团队发布最新研究——

DLCM（Dynamic Large Concept Models）将大模型的推理单位从token（词） 动态且自适应地推到了concept（概念）层级。

DLCM通过端到端地方式学习语义边界，动态地将Token序列分割成概念，在压缩后的概念空间中进行深度推理，并借助因果交叉注意力将概念级推理结果重构为Token级预测。

由此，传统LLM中基于均匀、冗余Token信息密度的计算分配，被转化为面向概念的动态推理与自适应算力分配。

在以推理为主的基准任务上，DLCM在将推理阶段FLOPs降低34%的同时，还将平均准确率提升了2.69%。

这也意味着，大模型的推理效率并不必然依赖更密集的Token级计算，而可以通过更高层级的语义组织来获得。

接下来，我们具体来看。

分层的下一token预测框架

如上所说，DLCM的核心在于学习动态的Token-概念映射，实现了计算资源的自适应分配。

之所以这样做主要有两方面原因：

一方面，在自然语言中，信息的分布并不是均匀的，而是集中在集中在少数语义转换的节点上。

然而，在当前的LLM中，所有token被统一处理，信息密度不均匀的自然语言消耗了同样的计算量，造成了大量的冗余与模型容量的错配。

另一方面，此前基于潜在推理的框架，如大型概念模型（Large Concept Model, LCM）等，不仅需要单独训练编码器和解码器，还依赖人为划分的固定的、句子级别的粒度，缺乏拓展性与自适应性。

针对这些问题，DLCM通过一种分层的下一token预测框架，将计算重心转移到压缩后的语义空间，实现了更高效的深度推理。

具体来说，这一框架包含四个阶段：

首先，在编码阶段，DLCM通过一个编码器，提取细粒度的Token级表示，捕获局部上下文信息，作为边界检测和最终Token级解码的基础。

接下来，在动态分割阶段，模型基于Token级表示，计算相邻Token之间在潜在空间中的局部不相似性（使用余弦距离），当不相似度超过阈值时，模型判断为一个语义断点（概念边界）。

与固定句子长度不同，DLCM端到端地学习这些边界，实现内容自适应的分割。

它将同一片段内（即同一概念内）的所有Token表示进行均值池化（Mean Pooling），然后投影到更高维度的概念维度上，最终形成一个长度大大压缩的概念序列 。

然后，在概念级推理阶段，模型将上面得到的概念序列在压缩空间中进行深度的、高容量的推理，得到经过深度推理和信息整合后的概念表示。

最后，在Token级解码阶段，DLCM利用经过推理的概念表示，重构并预测下一个token。

由此，DLCM通过以上四个步骤，成功地将计算分配从低效的Token-Token交互，转移到高效的Token-概念-Token 交互，实现了计算资源的自适应、结构化利用。

关键技术突破与优化

虽然DLCM架构在设计上实现了Token级和概念级模块的异构，但同时也引入了新的工程和训练挑战。

全局解析器（Global Parser）：内容自适应压缩

DLCM 的核心优势在于它能够根据信息密度动态地划分概念。

例如，对于信息冗余度高的代码或简单文本，可以激进地压缩；对于语义复杂的转折点，则保持较低压缩比。

为实现这一点，研究引入了全局解析器（Global Parser）和辅助损失函数。

这个机制的关键在于：它不要求单个序列严格遵循目标压缩比 ，而是在整个Batch层面约束平均边界生成率。

这使得DLCM在共享全局压缩比例目标的前提下，实现了随领域变化、随内容波动的自适应分段，从而将计算资源精准地分配到语义最关键的区域。

针对Flash Attention的效率优化

在解码阶段，Token需要通过因果交叉注意力关注其所属的概念。

由于每个概念包含的Token数量是变化的，如果直接实现，会严重依赖效率低下的动态掩码和不规则的内存访问。

针对这一问题，研究引入概念复制（Concept Replication）策略。它将概念特征沿着序列维度复制扩展，使其长度与原始Token序列对齐。

由此，研究将复杂的可变长交叉注意力问题转换为长度对齐、局部恒定的注意力问题，并使其能够利用高度优化的Flash Attention Varlen内核，获得了1.26倍到1.73倍的显著加速。

异构架构的稳定训练

由于DLCM 的Token级组件和概念级骨干网络的宽度不一致，通过上投影连接，无法共享单一有效学习率。

为解决这一问题，研究采用解耦的最大更新参数化，为Token模块和概念模块分配了独立的宽度缩放因子，并发现各组件的有效学习率应与其宽度的倒数成比例缩放。

由此，研究成功地稳定了这种不等宽架构的训练，并实现了零样本超参数迁移，即小型代理模型上找到的最佳学习率可以直接用于训练更大的DLCM模型。

量化最优分配点

除上述优化外，研究还进一步基于scaling law探究了token级处理与概念级推理之间的最优分配。

研究发现，在固定压缩比下，架构效率在中等概念主干占比处达到峰值，而非随概念容量单调提升。

更重要的是，这一最优配置在规模增大时优势愈发明显：随着基线模型变大，在性能对齐的前提下，DLCM可实现越来越显著的FLOPs节省。

在实验阶段，研究采用了与LLaMA论文中报告的相同的全局批次大小、学习率和序列长度，让每个模型都在1T Token上进行训练。

其中，DLCM实现了43.92%的平均准确率，超过了基线模型41.23%的分数，提升了2.69%。