Transformers predict over a representation of a sequence. The same data can be written as bytes, characters, or subword tokens, and these representations may be lossless. Yet, under a fixed context window, they need not expose the same information to the model. This raises a basic question: how does the choice of representation change what a finite-context predictor can achieve? We study this question on Markov sources and uncover two complementary phenomena. First, we observe that moving to smaller representation units can hurt prediction even when the context window is enlarged to cover the relevant source history. To explain this, we introduce fragmentation: a lossless recoding that replaces each source symbol by several smaller units. We prove that fragmentation can strictly increase the optimal finite-context log-loss, showing that the gap is not merely an optimization or capacity issue, but can be intrinsic to the representation. This gives a theoretical account of the finite-context gap observed in byte- and character-level models such as ByT5 and CANINE relative to subword-tokenized models. Second, we study the opposite direction: greedy tokenization -- BPE, WordPiece, and related methods -- which groups source symbols into larger units. We show that tokenization can make a short token window behave like a longer source-context window, and we give a loss guarantee describing when this is achievable. The guarantee depends on how reliably token windows span the needed source history, together with the compression rate of the tokenizer. This also yields a simple diagnostic for real tokenizers: measuring how much source context a fixed token window reliably contains. Together, the two directions establish a finite-context information-theoretic framework for reasoning about representation choices in Transformers.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Transformer在药物发现及其他领域的应用综述
专知会员服务
17+阅读 · 2024年9月3日
【Google】高效Transformer综述,Efficient Transformers: A Survey
专知会员服务
66+阅读 · 2022年3月17日
Transformer模型-深度学习自然语言处理,17页ppt
专知会员服务
108+阅读 · 2020年8月30日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
命名实体识别新SOTA:改进Transformer模型
AI科技评论
17+阅读 · 2019年11月26日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
31+阅读 · 2023年1月8日
Arxiv
39+阅读 · 2021年11月11日
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
7+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
8+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
10+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
6+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关资讯
命名实体识别新SOTA:改进Transformer模型
AI科技评论
17+阅读 · 2019年11月26日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员