一、AI发展趋势

回顾历史，三次大的工业革命，推动人类社会迈入蒸汽时代、电气时代、互联网时代，每一次革命都深刻改变了世界；人工智能目前看来是人类历史上第四次工业革命，将带给全世界更为深刻的变革，已进入人们生活的方方面面

经过几次低谷和高潮后，由于数据获取门槛降低、云计算提供充沛算力，认知计算和生产深度结合，将产生实际巨大经济效益

我们正处于AI的起跑线上，每个行业都将被革命。海量分散的小模型会逐步向少数大模型汇聚。OpenAI的报告有提到：未来50%的人类工作任务场景将会被ChatGPT影响

随着大模型的诞生，将会对现有的应用进行大范围的重构，成为AI领域应用开发的新范式

随着GPT走入我们的视野，大量现象级应用开始涌现，与过去传统的人工智能相比，在文本、图像、多模态等方面都有着质的飞跃

华为云也带来了自己的盘古大模型，相信在往后的日子里，也将会重塑千行百业

二、大模型相关的基础知识

2.1 什么是AI模型

大模型，简单来说就是预训练时参数规模达到一定量级的模型。
常见的大模型主要包括：大语言模型、CV大模型、多模态大模型、可惜计算大模型等。大模型的特点如下

1. 应用广泛：大模型语言可用于语言翻译、情感分析、问题答疑等，多模态大模型则可用于进行图片、视频生成等功能
2. 持续改进：随着越来越多的数据和参数添加进来，性能也会随之提高，功能更强大
3. 学习很快：可以基于外部的数据参数不断微调学习

2.1.1 AI模型 == 一种函数F：

这个函数将任务的输入映射到相应的输出：

1. 语音识别：输入一段语音信号，输出文字
2. 图像识别：输入图片，输出图片的属性
3. 智能控制：输入棋盘局势，输出下一步
4. 翻译：输入一种语言，输出对应的翻译
5. 大模型：输入前文，预测下一个字

2.1.2 如何寻找这个函数？

把大象放冰箱一样，一共分为三步

1. 定义一个函数集合（define a function set）
2. 判断函数的好坏（goodness of a function）
3. 选择最好的函数（pick the best one）

2.1.3 AI算法不同的学习方法

1. 监督学习：由训练资料中学到或建立一个模式，并依此模式推测新的实例
   
2. 无监督学习：没有给定先标记过的训练示例，自动对输入的资料进行聚类或分群
   
3. 强化学习：与人类学习相似，对作用者的一些动作产生奖励的回馈机制，通过这个回馈机制促进学习
   

2.2 大语言模型的训练流程

大语言模型的训练过程如下，主要分为：数据搜集、基础大模型训练、指令微调、类人对齐

大语言模型的训练要求

• 大量的数据：图书、网页、论坛、代码（ChatGPT训练需要45TB数据）
• 合适的算法：Transformers、DeepSpeed、Megation-LM等
• 充足的算力：据说GPT-3语言模型训练使用了10万个GPU

因此，建议在有限的数据和算力基础下，基于预训练好的模型微调，让模型融入你的数据知识

2.2.1 Scaling Law（大力出奇迹）

Scaling Law：即随着模型规模指数级上升，模型性能实现线性增长。可以根据模型的参数规模、训练数据和训练所使用的算力来预测模型的loss。直到现在，Scaling Law还没有失效，大力出奇迹的趋势还没停止，这也是大模型的参数竞争日趋加大的原因

大模型参数量计算：模型参数量 ≈ 12 * transformer 层数 * 隐藏维度²

几种主流模型的参数计算示例

大模型训练计算量预估：训练计算量（FLOPS） ≈ 8*训练数据集 Token 总量 * 模型参数数量

大模型训练时间预估：训练时间（秒）≈训练计算量/（GPU卡个数 * GPU单卡峰值算力 * GPU卡平均使用率）

Emergent Ablities（涌现现象）

当大模型经过10的22次方浮点运算（实践归纳总结），模型对某些问题的处理性能呈现快速增长，这种现象称为Emergent Abilities，即涌现能力

统计学解释（诺亚）：采样定理表明，采样频率达到一个临界值后，数字世界可以真实表现模拟世界，因此大模型参数足够多后（比如大模型语言模拟参数超过百亿），可真实建模自然语言知识

大模型能力涌现推翻比例定律

2.3 低成本参与大模型的关键技术

2.3.1 大模型高效微调

在面对特定的下游任务时，全参数微调（即与训练模型中的所有参数都进行微调，太过低效率）相比参数高效微调（Parameter-efficient Fine-tuning）方法冻结预训练模型99%以上的参数，仅利用少量下游任务数据微调少于1%模型规模的参数，作为模型插件实现大模型对下游任务的适配，达到媲美全参数微调的性能，并显著降低微调过程的计算和存储开销

• Prefix Tuning/P-Tuning v1/v2：在输入或隐层添加额外可训练的前缀tokens（P-tuning引入连续的prompt），只训练这些前缀参数
• LoRA/QLoRA：假设大模型微调过程中权重变化具有较低的内在秩，冻结预训练模型权重，通过小参数的低秩矩阵来近似模型权重参数更新
• Adapter-Tuning：将较小的神经网络或模块（adapter）插入预训练模型的每一层，微调时只训练adapter参数

2.3.2 提示词工程（Prompt Engineering）

Prompt给预训练语言模型一个线索/提示，帮助它可以更好的理解人类的问题。Prompt本质上是对下游任务的指令，可以作为一种信息增强

Prompt Engineerine将问题转换为特定格式的输入，并使用预定义的模板、规则和算法来处理，让LLM能够更好地理解任务

提示工程是一门相对较新的科学，用于开发和优化提示，以便有效地引导大模型输出合适的结果。

1. 明确任务
2. 把指令性文本和上下文分开
3. 描述要尽量具体
4. 使用思维链引导模型思考
5. 使用样例

2.3.3 检索增强（Retrieval Augmented Generation，RAG）

大模型存在幻觉、训练语料时效性不足、缺乏领域知识等问题。RAG技术通过接入外部知识库，有助于缓解这些问题，提升大模型内容生成质量、扩展其应用场景

RAG查询的步骤如下：

1. 提出问题
2. 查询向量数据库
3. 向量数据库回复
4. 合成/augmented
5. LLM查询
6. LLM恢复/completion

三、华为云全栈AI能力

3.1 云全栈AI架构

下图是华为云全栈全场景AI创新，从行业终端，到IP和芯片，再到框架，最后使能应用

AI根技术创新包含如下多个方面

3.2 华为云EI

全栈全场景产品&服务，助力千行白业智能升级

1. 昇腾云服务：AI算力底座

• 基于达芬奇架构，算例大幅提升。
• 昇腾迁移工具链一键迁移80%代码，降低昇腾上云门槛，提供日志采集工具、问题调测工具、性能分析工具和昇腾编译优化工具

2. ModelArts：一站式AI开发平台

• 数据处理/模型训练/应用部署/运维监控，全路打通
• Standard/Lite/Edge方案，满足全方位需求

3. 盘古大模型：深度优化的AI根技术

• 盘古大模型：基于昇腾深度优化，支持千亿参数模型
• 田筹求解器：面向行业提供运筹优化方案
• 通用AI：AI原子能力基于大模型全面升级

4. AIGallery：丰富的AI生态

• AI Gallery社区与昇腾/昇思社区共建生态、生成共享、互助支持
• 百模千态专区，支持主流开源大模型，如Stable Diffusion、Llama、ChatGLM…

四、华为云AI赋能认证体系

云是ICT产业的未来，也是企业数字化转型的底座，开发者是产业发展的灵魂，是业务创新的源头，是技术发展的引领者。为了更好地服务千万开发者，华为云退出开发者认证，真正让开发者在云上作业，懂开发会开发，与开发者共成长。

4.1 职业认证

华为云提供了如下分级的职业认证

1. 入门级（HCCDA）：核心技术原理、云上开发作业
2. 工作级（HCCDP）：开发需求分析、应用开发构建、应用调测
3. 专业级（HCCDE）：开发需求分析，复杂场景架构设计、应用开发构建、性能优化

4.2 华为云开发者认证

华为云开发者认证体系如下

4.3 人工智能认证

人工智能的认证体系如下

4.4 认证流程

可以是在线按需学习亦或是线下面授培训|理论&实践能力双重检测

华为云微认证的网址为：https://activity.huaweicloud.cn/certificationindex.html

华为云微认证提供一站式在线学习、实验与考试零基础也可学习前沿技术知识，快速获得场景化的技能提升。

众多热门认证，均只需1元即可

总结

1. 人工智能在未来将重构绝大多数行业
2. 人工智能技术的三要素：算法、算力、数据
3. 低成本的参与大模型技术研发的方法：高效微调、特征工程、RAG
4. 华为云的全栈AI根技术：昇腾芯片、异构计算架构CANN、mindspore AI开发框架、modelarts AI应用开发套件
5. 华为云开发者职业认证分为：入门级（HCCDA）、工作级（HCCDP）、专业级（HCCDE）
6. 华为云微认证链接：https://activity.huaweicloud.cn/certificationindex.html

附录

本文参与华为云社区【内容共创】活动第26期
任务9：大模型时代下的AI开发