Standard Transformers have a fixed computational depth, limiting their ability to generalize to tasks that require variable-depth reasoning. The usual remedy, Chain-of-Thought (CoT), spends tokens to reason, inflating the key--value cache and making latency grow with the step count, so memory becomes the limiting cost when reasoning is served over large query batches. We study a depth-recurrent Transformer that decouples computational depth from parameter count by iterating a shared-weight block, so that each added reasoning step costs flat memory and linear latency, with no token generation. Three ingredients keep the recurrence stable for 20+ thinking steps: a silent thinking objective that supervises only the final output, LayerScale initialization, and an identity-biased gate that opens a gradient highway across steps. We characterize it on three compositional domains with decreasing structural bias: graph reachability (adjacency masking), nested boolean logic (relative positioning), and unstructured relational text (no positional cue). We find a \emph{computational frontier}: accuracy climbs once the thinking-step count meets the task's complexity, reaching near-perfect performance on the two structured tasks and a lower plateau on unstructured text. How it climbs depends on the structural bias---abruptly from chance on the graph task, gradually on the other two. Depth recurrence extrapolates beyond the training range: it succeeds on the graph task where fixed-depth models barely extrapolate, and on the two sequence tasks comes within two points of fixed-depth Transformers that use $4$--$6.4\times$ more parameters. On the graph task, whose adjacency mask makes propagation depth verifiable, intermediate per-step supervision---a standard recipe for deep iterative models---consistently \emph{harms} this extrapolation. We release the code for reproducibility.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Meta-Transformer:多模态学习的统一框架
专知会员服务
59+阅读 · 2023年7月21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
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
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28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
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
1+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
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
5+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
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10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
1+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
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
5+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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员