Transformer LLMs have been shown to exhibit strong reasoning ability that scales with inference-time compute, most prominently through token-space "thinking" chains of thought. A growing line of work pushes extra computation into the model's latent space, which we term Auxiliary Latent-Space Computation (ALSC). Existing ALSC methods largely fall into three buckets: (i) token-mediated latent rollouts, (ii) residual/activation steering, and (iii) memory (KV) compression. An underexplored alternative is memory consolidation/reconsolidation, two processes in the brain that are responsible for stabilising newly formed memory traces, and, upon recall, transiently rendering established traces plastic such they can integrate new contextual information before restabilising. In Transformer LLMs, this can be seen as analogous to performing in-place rewrites of new KV segments, and rewrites of recalled past segments. In this work, we give a theoretical justification as to why memory (re)consolidation via KV cache rewrites is beneficial for improved reasoning. We do this through the lens of Information Bottleneck (IB) theory, which posits that model generalisation emerges from an optimal balance between input information compression and retention of predictive information in latent representations. We then introduce the Bottlenecked Transformer, which augments a backbone LLM with a Cache Processor, an auxiliary Transformer that performs periodic, non-causal, in-place KV rewrites at newline-delimited reasoning step boundaries. The Processor consolidates recently written KV entries and reconsolidates a small, top-k attention-selected set of prior entries. We evaluate our Bottlenecked Transformer architecture on math reasoning benchmarks. Our model sees consistent performance gains over vanilla Transformers and pause-token augmented baselines, with gains of up to +6.6pp for selected tasks/backbones.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
【AAAI2022】基于分层随机注意的Transformer 不确定性估计
专知会员服务
29+阅读 · 2021年12月29日
【NeurIPS 2021】流形上的注意力机制:规范等变的Transformer
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
英伟达Faster Transformer:作者带你揭秘BERT优化
机器之心
14+阅读 · 2019年9月18日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
BERT大火却不懂Transformer?读这一篇就够了
大数据文摘
12+阅读 · 2019年1月8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
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
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
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
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
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
103+阅读 · 2021年6月8日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
11+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
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
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
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
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
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员