We present GRAPE (Group Representational Position Encoding), a unified framework for positional encoding based on group actions. GRAPE unifies two families of mechanisms: (i) multiplicative rotations (Multiplicative GRAPE) in $\operatorname{SO}(d)$ and (ii) additive logit biases (Additive GRAPE) arising from unipotent actions in the general linear group $\mathrm{GL}$. In Multiplicative GRAPE, a position $n \in \mathbb{Z}$ (or $t \in \mathbb{R}$) acts as $\mathbf{G}(n) = \exp(n \, ω\, \mathbf{L})$ with a rank-2 skew-symmetric generator $\mathbf{L} \in \mathbb{R}^{d \times d}$, yielding a relative, compositional, norm-preserving map with a closed-form matrix exponential. RoPE is recovered exactly when the $d/2$ planes correspond to canonical coordinate pairs with a log-uniform spectrum. Learned commuting subspaces and compact non-commuting mixtures strictly extend this geometry to capture cross-subspace feature coupling at $O(d)$ and $O(r d)$ cost per head, respectively. In Additive GRAPE, additive logits arise from rank-1 (or low-rank) unipotent actions, recovering ALiBi and the Forgetting Transformer (FoX) as exact special cases while preserving an exact relative law and streaming cacheability. Overall, GRAPE provides a principled design space for positional geometry in long-context models, subsuming RoPE and ALiBi as special cases. Project page: https://github.com/model-architectures/GRAPE.


翻译:我们提出了GRAPE(群表示位置编码),一种基于群作用的统一位置编码框架。GRAPE统一了两类机制:(i)$\operatorname{SO}(d)$中的乘法旋转(乘法GRAPE),以及(ii)由一般线性群$\mathrm{GL}$中的幂幺作用产生的加法对数偏置(加法GRAPE)。在乘法GRAPE中,位置$n \in \mathbb{Z}$(或$t \in \mathbb{R}$)通过$\mathbf{G}(n) = \exp(n \, ω\, \mathbf{L})$作用,其中$\mathbf{L} \in \mathbb{R}^{d \times d}$为秩2斜对称生成元,产生一个具有闭式矩阵指数的相对、复合、保范映射。当$d/2$个平面对应于具有对数均匀谱的规范坐标对时,可精确恢复RoPE。学习的可交换子空间和紧致非可交换混合分别以每头$O(d)$和$O(r d)$的代价严格扩展此几何结构,以捕捉跨子空间特征耦合。在加法GRAPE中,加法对数来自秩1(或低秩)幂幺作用,精确恢复ALiBi和遗忘Transformer(FoX)作为特例,同时保持精确的相对定律和流式缓存能力。总体而言,GRAPE为长上下文模型中的位置几何提供了一个原则性的设计空间,将RoPE和ALiBi作为特例包含其中。项目页面:https://github.com/model-architectures/GRAPE。

0
下载
关闭预览

相关内容

《航空蜂群在区域探索中的最优路径规划》69页
专知会员服务
49+阅读 · 2024年1月15日
《分布式多智能体强化学习的编码》加州大学等
专知会员服务
55+阅读 · 2022年11月2日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年7月30日
【ICML2021】具有线性复杂度的Transformer的相对位置编码
专知会员服务
25+阅读 · 2021年5月20日
【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2020年6月25日
【AAAI2021】对比聚类,Contrastive Clustering
专知
26+阅读 · 2021年1月30日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
浅谈群体智能——新一代AI的重要方向
中国科学院自动化研究所
44+阅读 · 2019年10月16日
Seq2seq强化,Pointer Network简介
机器学习算法与Python学习
15+阅读 · 2018年12月8日
干货 :基于用户画像的聚类分析
数据分析
22+阅读 · 2018年5月17日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
群体智能:新一代人工智能的重要方向
走向智能论坛
12+阅读 · 2017年8月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
9+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 · 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
18+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月25日
Arxiv
0+阅读 · 2月23日
Arxiv
0+阅读 · 2月13日
VIP会员
最新内容
美国军方使用的10种反无人机武器(2026年更新)
专知会员服务
3+阅读 · 今天4:07
认知战与交战性质的改变:神经战略视角
专知会员服务
5+阅读 · 5月8日
相关资讯
【AAAI2021】对比聚类,Contrastive Clustering
专知
26+阅读 · 2021年1月30日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
浅谈群体智能——新一代AI的重要方向
中国科学院自动化研究所
44+阅读 · 2019年10月16日
Seq2seq强化,Pointer Network简介
机器学习算法与Python学习
15+阅读 · 2018年12月8日
干货 :基于用户画像的聚类分析
数据分析
22+阅读 · 2018年5月17日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
群体智能:新一代人工智能的重要方向
走向智能论坛
12+阅读 · 2017年8月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017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
9+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 · 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
18+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员