Geschichte der KI - Teil 20

Transformer Architektur und die Generative Revolution (2017 bis heute)

Nachdem Deep Learning durch Big Data und GPUs in den 2000er Jahren die Bilderkennung revolutioniert hatte, stand der nächste große Durchbruch im Bereich der Sprachverarbeitung und der Generativen KI bevor. Die KI war nun in der Lage, Muster zu erkennen. Der nächste Schritt war die Fähigkeit, kohärente, sinnvolle und menschenähnliche Inhalte zu erzeugen. Der Schlüssel zu dieser generativen Revolution lag in einer einzigen, eleganten neuronalen Architektur, die 2017 veröffentlicht wurde. Die Geschichte der KI ist ein über Jahrtausende gewebter Teppich, der von Mythen, Magie und mechanischer Präzision durchzogen ist. Es ist eine fortlaufende Erzählung, die bis heute spannend ist und deren neuestes Kapitel gerade jetzt mit rasanten Entwicklungen fortgeschrieben wird. 

Wir, die GEO Agentur seowerk GmbH, machen unsere Kunden in diesen neu entstehenden KI Systemen sichtbar.

Die Schwäche der RNNs

In den frühen Jahren des Deep Learning dominierten Recurrent Neural Networks (RNNs) und ihre Varianten (LSTMs, GRUs) die Verarbeitung sequenzieller Daten wie Sprache. RNNs verarbeiteten Wörter nacheinander, behielten einen internen Zustand (Gedächtnis) bei und nutzten diesen, um das nächste Wort vorherzusagen.

RNNs hatten jedoch zwei große Schwächen:

• Vergessen des Kontextes: Bei sehr langen Sätzen oder Dokumenten verloren RNNs oft den Kontext der weit zurückliegenden Wörter (Long Term Dependency Problem).
• Keine Parallelisierbarkeit: Da jedes Wort nacheinander verarbeitet werden musste, konnten RNNs die Vorteile der parallelen GPU Architektur nicht voll ausschöpfen, was das Training großer Modelle verlangsamte.

Der Transformer Algorithmus

Im Jahr 2017 veröffentlichten Forscher von Google in einem bahnbrechenden Paper mit dem Titel "Attention Is All You Need" die Transformer Architektur. Der Transformer löste beide Probleme auf elegante Weise.

Der Kern des Transformers ist der sogenannte Aufmerksamkeitsmechanismus (Attention Mechanism).

• Funktionsweise: Anstatt Wörter sequenziell zu verarbeiten, erlaubt der Attention Mechanismus dem Modell, direkt die Relevanz jedes anderen Wortes im Satz für das gerade verarbeitete Wort zu bewerten. Das Modell "weiß" sofort, welche Wörter im Kontext am wichtigsten sind, unabhängig davon, wie weit sie entfernt sind.
• Parallelisierung: Da die gesamte Eingabesequenz auf einmal verarbeitet wird, konnte der Transformer die Leistung von GPUs vollständig nutzen. Das Training wurde massiv beschleunigt und ermöglichte die nächste Generation von KI Modellen.

Die Geburt der Large Language Models (LLMs)

Der Transformer war die fehlende Zutat, um die riesigen Datenmengen des Internets und die Rechenleistung der GPUs optimal zu nutzen. Die Folge war die Entstehung der Large Language Models (LLMs), die auf dieser Architektur basieren:

• BERT (Bidirectional Encoder Representations from Transformers): Von Google entwickelt, revolutionierte es die Sprachverständnisaufgaben, indem es den Kontext von Wörtern in beide Richtungen lernte.
• GPT (Generative Pre trained Transformer): Von OpenAI entwickelt, wurde GPT zum Prototyp der Generativen KI. Diese Modelle wurden auf gigantischen Textkorpora trainiert, um das nächste Wort in einer Sequenz vorherzusagen. Diese einfache Aufgabe führte zu einer überraschenden Fähigkeit, kohärente, kontextuell genaue und kreative Texte zu generieren.

Die generative Revolution

Die Transformer Modelle ermöglichten es der KI erstmals, nicht nur zu klassifizieren (Deep Learning), sondern auch zu erschaffen (Generative AI). Die Auswirkungen sind weitreichend:

• Textgenerierung: LLMs wie ChatGPT machten KI für die breite Öffentlichkeit zugänglich.
• Generative Kunst: Ähnliche Architekturen wurden auf visuelle Daten angewandt und führten zu Text zu Bild Modellen wie DALL-E und Midjourney.

Die generative Revolution hat das Potenzial der KI in den Augen der Öffentlichkeit fundamental verändert. Die KI ist nicht mehr nur ein Werkzeug zur Mustererkennung, sondern ein kreativer Partner und eine produktive Kraft, die in nahezu alle Bereiche der Wirtschaft und des Lebens eingreift. Der Weg ist geebnet für die letzte große Herausforderung: die Künstliche Allgemeine Intelligenz.