Transformers need glasses! Information over-squashing in language tasks
Auteurs : Federico Barbero, Andrea Banino, Steven Kapturowski, Dharshan Kumaran, João G. M. Araújo, Alex Vitvitskyi, Razvan Pascanu, Petar Veličković
Résumé : We study how information propagates in decoder-only Transformers, which are the architectural backbone of most existing frontier large language models (LLMs). We rely on a theoretical signal propagation analysis -- specifically, we analyse the representations of the last token in the final layer of the Transformer, as this is the representation used for next-token prediction. Our analysis reveals a representational collapse phenomenon: we prove that certain distinct sequences of inputs to the Transformer can yield arbitrarily close representations in the final token. This effect is exacerbated by the low-precision floating-point formats frequently used in modern LLMs. As a result, the model is provably unable to respond to these sequences in different ways -- leading to errors in, e.g., tasks involving counting or copying. Further, we show that decoder-only Transformer language models can lose sensitivity to specific tokens in the input, which relates to the well-known phenomenon of over-squashing in graph neural networks. We provide empirical evidence supporting our claims on contemporary LLMs. Our theory also points to simple solutions towards ameliorating these issues.
Outils pour cet article
Posez des questions sur cet article à notre assistant IA
Vous pouvez aussi discutez avec plusieurs papiers à la fois ici.
Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.
Articles similaires résumés avec nos outils d'IA
Naviguez à travers encore plus d'articles similaires en utilisant une
représentation arborescenteRecherchez des articles similaires (en version bêta)
Nous comparons le titre et le résumé avec les articles indexés dans notre base. Pour les articles arXiv, la recherche porte sur la même catégorie ; pour les DOI et les autres sources, elle couvre toutes les sources et disciplines. Vous pouvez la relancer à mesure que notre base s’enrichit.
Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.