Transformers retain an explicit history of the sequence, allowing attention to directly retrieve past representations. However, the size of the KV-Cache and the cost of a new token increase with the context length. State Space Models compress the past into a fixed-size recurrent state, at the cost of reduced addressability. We present the Dynamical Memory Transformer (DMT), a hybrid architecture that separates sequence encoding from information reading. The encoder uses several memory units, each implemented by a dynamical system with a complex diagonal recurrent matrix. An input-dependent leak rate controls their updates. The decoder then uses attention to read and combine their outputs, without going through the token history. The formulation of the recurrence allows an associative scan with O(T ) total work and O(log T ) parallel depth, with fixed dimensions. During autoregressive inference, the recurrent states and the convolution cache remain fixed in size. We compare DMT with Mamba and Transformer on cognitive and language modeling tasks, and show its strengths and limitations: DMT achieves the best results on several cognitive tasks and language modeling performance close to that of Transformer, but remains behind Mamba in language modeling. On selective copy, DMT also shows stronger length extrapolation than Mamba and Transformer. These results demonstrate that parallel dynamical memory units are a promising mechanism for retaining and using information over sequences.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
41+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
3+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
7+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
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
人工智能与战争的未来
专知会员服务
2+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
5+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
4+阅读 · 11月6日
相关基金
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
41+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
3+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
7+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员