DeepSeek的核心技术围绕其大模型的研发与优化展开,结合了模型架构创新、训练方法改进、硬件协同设计等多方面突破。以下是其核心技术的详细解析:
一、核心模型架构
1、混合专家(MoE)架构
细粒度专家划分:将传统MoE中的专家拆分为更小的子专家(如DeepSeek-V3将专家分为1+256个),降低单个专家参数量,提升组合灵活性。
共享专家与路由专家分离:引入共享专家(所有数据必经)和路由专家(根据输入动态选择),平衡共性与差异性处理,增强模型泛化能力。
动态负载均衡:通过可学习偏置项调整路由倾向,缓解专家负载不均衡问题,无需额外损失函数。
2、多头潜在注意力(MLA)
对注意力键值(KV)进行低秩压缩,减少推理时的内存占用,并通过旋转位置编码(RoPE)保留长上下文的位置信息,显著降低显存消耗。
3、多词元预测(MTP)
训练时预测多个未来词元,提升模型对长序列的捕捉能力,同时通过共享主干网络避免增加训练成本。
二、训练与推理优化
1、FP8混合精度训练
结合细粒度量化(FP8)与低精度优化器状态,将模型内存占用减半,降低存储与通信开销,同时保持训练精度。
2、强化学习与蒸馏技术
GRPO算法:基于群体相对策略优化,优化强化学习效率,减少计算资源消耗。
RLHF蒸馏:通过强化学习对齐人类反馈,并将大模型能力蒸馏至小型模型,降低部署成本。
3、推理速度优化
双微批处理与重叠计算:通过流水线并行(PP)和专家并行(EP)策略,实现计算与通信的重叠,提升吞吐量。
多Token预测框架:单次推理可输出多个词元,减少延迟并提升响应速度。
三、硬件协同设计
1、硬件感知并行策略
摒弃传统张量并行(TP),采用流水线并行(PP)和专家并行(EP),通过开源库DeepEP提升并行效率。
2、网络拓扑优化
两层多层胖树(MPFT)网络拓扑,通过8个独立平面实现故障隔离与负载均衡,降低互连成本。
3、低精度技术突破
LogFMT对数空间量化:在相同比特下实现更高精度,结合硬件原生支持压缩,减少通信带宽需求。
四、核心优势与应用场景
1、高效性与低成本
DeepSeek-V3训练成本仅为同类模型的1/16(如Llama 3.1),推理成本为GPT-4o的1/104。
支持单卡部署千亿参数模型,推理速度提升3倍+5。
2、多任务兼容性
原生支持智能体(Agent)架构,可工具调用与复杂推理,适用于代码生成、数据分析、多模态交互等场景。
3、开源生态
开放DeepEP、Flash MLA等代码库,推动硬件与模型协同创新。
综上所述,DeepSeek的核心技术通过“算法-硬件-数据”协同优化,实现了高性能、低成本的大规模模型训练与推理,推动了AI技术的普及与应用。