Sparse attention has been proposed as a way to alleviate the quadratic cost of transformers, a central bottleneck in long-context training. A promising line of work is $α$-entmax attention, a differentiable sparse alternative to softmax that enables input-dependent sparsity yet has lagged behind softmax due to the computational overhead necessary to compute the normalizer $τ$. In this paper, we introduce AdaSplash-2, which addresses this limitation through a novel histogram-based initialization that reduces the number of iterations needed to compute $τ$ to typically 1--2. The key idea is to compute a coarse histogram of attention scores on the fly and store it in on-chip SRAM, yielding a more accurate initialization that enables fast forward and backward computation. Combined with a sparsity-aware GPU implementation that skips zero blocks with low overhead, AdaSplash-2 matches or improves per-step training time relative to FlashAttention-2 when block sparsity is moderate-to-high (e.g., $>$60\%), which often occurs at long-context lengths. On downstream tasks, models trained with our efficient $α$-entmax attention match softmax baselines at short-context lengths and achieve substantial gains in long-context settings.


翻译:稀疏注意力被提出作为缓解Transformer二次成本(长上下文训练中的核心瓶颈)的一种方法。一个具有前景的研究方向是α-entmax注意力,它是softmax的一种可微分稀疏替代方案,能够实现输入相关的稀疏性,但由于计算归一化因子τ所需的额外计算开销,其性能尚落后于softmax。本文提出了AdaSplash-2,通过一种新颖的基于直方图的初始化方法解决了这一限制,将计算τ所需的迭代次数通常减少至1-2次。其关键思想是,在运行过程中实时计算注意力得分的粗粒度直方图,并将其存储在片上SRAM中,从而获得更准确的初始化,实现快速的前向和反向计算。结合一种感知稀疏性的GPU实现(能以低开销跳过零块),当块稀疏度处于中等至较高水平时(例如>60%,常见于长上下文长度场景),AdaSplash-2的单步训练时间与FlashAttention-2相比相当甚至更短。在下游任务中,使用我们高效的α-entmax注意力训练的模型,在短上下文长度下可匹配softmax基线,并在长上下文设置中取得显著性能提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

TransMLA:多头潜在注意力(MLA)即为所需
专知会员服务
23+阅读 · 2025年2月13日
【CVPR2023】BiFormer:基于双层路由注意力的视觉Transformer
专知会员服务
35+阅读 · 2023年3月20日
【AAAI2022】注意力机制的快速蒙特卡罗近似
专知会员服务
20+阅读 · 2022年2月5日
【NeurIPS 2021】流形上的注意力机制:规范等变的Transformer
深度学习的下一步:Transformer和注意力机制
云头条
56+阅读 · 2019年9月14日
注意力机制可解释吗?这篇ACL 2019论文说……
机器之心
11+阅读 · 2019年6月16日
【干货】基于Keras的注意力机制实战
专知
59+阅读 · 2018年5月4日
深度学习中的注意力机制
人工智能头条
16+阅读 · 2017年11月2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
2+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
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
3+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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月2日
VIP会员
相关主题
最新内容
AutoScientists:自组织智能体团队驱动长期科学实验
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:53
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:51
“史诗怒火行动”中美军损失的作战飞机
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:38
ICML 2026 | 理解上下文持续学习中的泛化与遗忘
专知会员服务
5+阅读 · 5月28日
Agent Harness综述:大模型智能体执行器工程全景
专知会员服务
13+阅读 · 5月28日
《基于理论的威慑效能评估》
专知会员服务
8+阅读 · 5月28日
相关基金
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
2+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
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
3+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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员