六、Mamba 与线性注意力
《写给客户端工程师的 AI 底层原理》连载 · 第 7 期 到这里,Transformer 的家底我们都翻遍了。但它有个天生的天花板:算力随上下文长度平方级暴涨——文本越长越卡。这一篇,看看挑战者 Mamba 怎么用流式压缩,试图把这堵墙推倒。
六、 面向未来:Mamba 与线性注意力
🟢【通俗版】流式压缩,看再长都不卡
传统的 Transformer 读小说,每读一个新字,都要把前面所有的字重新看一遍(越长越卡,O(N²))。
Mamba 就像人在做阅读理解,读完一段就”在脑子里写个总结”,然后忘掉原句。它看再长的文章都不卡,速度恒定 O(N),且推理时显存占用恒定 O(1)。
客户端类比:Transformer + KV Cache 像把所有聊天记录都加载到内存里(越聊越占内存)。Mamba 像 IM 系统的”会话摘要” —— 滚动维护一个固定大小的状态向量,把历史压缩进去。
🔴【进阶版】状态空间模型(SSM)
Mamba 基于状态空间模型 (State Space Model, SSM),源自控制论。核心递推公式:
hₜ = A · hₜ₋₁ + B · xₜ
yₜ = C · hₜ
其中 h_t 是一个固定维度的”隐状态”,A、B、C 是学习到的参数矩阵。每来一个新 token x_t,只需做一次矩阵运算更新 h_t,计算复杂度 O(N)、显存 O(1)。
Mamba 的关键创新是**“选择性 SSM”:让 A、B、C 这些参数本身依赖于当前输入**,从而具备类似 Attention 的”信息筛选”能力 —— 这正是早期 SSM 打不过 Transformer 的根本原因被解决了。
不过到 2026 年,主流大模型仍是 Transformer + 各种优化。Mamba 在长序列(百万级 token)和端侧场景表现亮眼,但通用能力上还未完全替代 Transformer。主流趋势是”混合架构”(如 Jamba:部分层用 Mamba、部分层用 Attention)。
📚 推荐阅读:
- Mamba: Linear-Time Sequence Modeling with Selective State Spaces (Gu & Dao, 2023):挑战 Transformer 王座的头号种子。
下期预告 · 第 8 期 讲完想掀翻 Transformer 的挑战者,下一篇我们反过来——回到 2017 年那台整车第一次被造出来的地方,重读被奉为「AI 圣经」的《Attention Is All You Need》,看看这篇论文除了自注意力,还藏了哪些今天仍在用的设计。