02｜為什麽需要 Multi-Head Attention？文搞

有了單一的 Self-Attention ，從而真正理解它究竟為什麽如此火爆。懂L的隻解讀圖表，看完句子裏的别人每個詞都會：

拿著自己的 Q 到其他詞的 K 那裏去“打分”，

所以需要額外告訴模型：

“這是吹年第 1 個詞，這層 Attention 是文搞橋梁，需要把標準答案整體右移一位 ，懂L的

如果你想對當下 AI LLM(大語言模型) 的看完工作原理有所了解，

實際可以開12 個、别人

最後對 V 進行加權求和，吹年層數越多、文搞48 個甚至更多的懂L的注意力頭 ，相當於給模型做一個填空題：

題目: <start> 我 愛

此時模型看到的看完是 ：

<start> 我 愛

也就是右移一格。並再次經過Add & Norm。别人

在Multi-Head Attention（即論文中的吹年Encoder-Decoder Attention層）中“請教”Encoder的最終輸出 ，可以加更多

論文裏 Encoder Nx這裏是堆了 6 層。每個注意力頭可以關注不同的視角 ，

這就是單一的 Self-Attention。

它像給每個位置貼上一段獨一無二的“節奏標簽”
，

05｜重複 N 次
：論文是 6 層，DeepSeek 背後的秘密，更深度的非線性變換 。直接抄就可以啊 ，模型越大
、下麵我們就來一步步通俗理解下這張架構圖的深層含義 。

它最初來自一篇被稱為“AI 大航海時代起點”的論文：

• Attention is All You Need

這篇論文首次提出的 Transformer 架構，其工作嚴格遵循架構圖右側流程，

① Output Embedding ：先把輸出詞變向量

理解方式和輸入一樣，因此模型本身無法“天然”感知詞的先後關係。成為當今所有大語言模型的基石  ，我們一步步拆解了Transformer的核心機製
：從詞向量化與位置編碼奠定基礎 ，GPT、也就是一組數字，論文中的例子是並行開 8 個注意力頭。最後由FFN進行深度非線性變換以增強特征表達
。但對模型來說是非常簡單高效的
。隻能接受數字。

當提起 Transformer 這個話題時，例如：

• 有些頭專注於主謂關係
• 有些頭捕捉代詞指代
• 有些頭看句子情感
• 有些頭看名詞短語邊界
• 有些頭看長距離依賴
• 有些頭捕捉句法樹結構
• ...

Transformer 不是隻看一個角度 ，

① Input Embedding ：把詞變成數字向量

模型不認識“我”
、

論文中描述FFN的關鍵內容參考如下 ：

簡單理解它就是一個非常樸素的兩層全連接網絡：

Linear → ReLU → Linear

FFN 的結果是 ：讓每個 token 得到更豐富、

03｜殘差連接 + LayerNorm：讓訓練更穩定

Self-Attention 隻是“加工”了一遍詞向量，

下圖是論文最後給出的一個簡單示例，

圖的左邊一側Input（輸入），可擴展的對稱性設計（Encoder與Decoder層具有相似的核心結構），

比如模型要開始做這張填空卷了。讓 Transformer 能分辨詞的“位置”  ，並經過Add & Norm 。

Encoder通過堆疊N個相同的層來逐步深化對輸入的理解；Decoder的每個層則嚴格遵循一個更複雜的處理流程：

在Masked Multi-Head Attention中確保生成時不會“偷看”未來
，後麵這個字是啥 ，

③ Q / K / V：Self-Attention 的靈魂

這是最讓人拍案叫絕的設計之一。讓每個詞清楚自己的“位置”
。encoder、

最終總結

通過本文的講解 ，

最終 ，例如
：

我 → [0.12, -0.88, 0.43, ...]

這裏簡化了精度方便閱讀 ，

③ Masked Multi-Head Attention ：遮住未來

有同學說了，再通過殘差連接與LayerNorm保障訓練的穩定性，

sin/cos 位置編碼乍一看有點數學味，FFN 負責提升表達力。整體代表Decoder。

② Shifted Right：防止模型“偷看答案”

在模型訓練階段 ，並最終經過Add & Norm後輸出給下一層或最終的預測模塊
。到Self-Attention與Multi-Head Attention實現多視角的語義捕捉
，已經成為當下所有大模型的基礎。防止模型從未來抄答案。“貓”這些詞，連接輸入和輸出，可以看到確實存在明顯區別 ：

這就是 Multi-Head Attention 的直觀體現。

首先 ，Transformer憑借這一高度並行 、

本文不討論公式，但若深入追問細節
 ，可能主要關注輸入的 "Love"

生成 "你" 時
，成體係地給身邊其他人講清楚 Transformer 工作原理，

② Positional Encoding：給模型裝上“位置感”

Transformer 沒有像傳統 RNN 那樣按順序逐詞處理輸入
，就越關注這個詞。核心是 “從左到右 ，真正理解下 Transformer 究竟是何方神聖 。而是實實在在的矩陣乘法結果 。旨在讓更多讀者看完就能通俗地、完美詮釋了 Attention is All You Need的革命性思想。

同樣通過一個FFN網絡進行深度加工  ，“你”、並在開頭加上起始符  ，描述了針對同一段文字 ，

04｜Feed Forward 網絡（FFN） ：進一步加工語義

Attention層負責廣撒網，它需要依次填出三個空：

第一個空：題目是 <start> ______第二個空
：題目是 <start> 我 ______第三個空：題目是 <start> 我 愛 ______

④ Multi-Head Attention- “請教Encoder”

Decoder 在生成新詞時 ，

也就是說它和上麵的 Shifted Right協同工作 ，可能主要關注輸入的 "You"

⑤ Linear + Softmax：得到下一個詞的概率

比如已經生成了“我愛”，這是第 2 個詞……”

論文使用了 sin + cos 函數計算的位置編碼方式 ，向量化這一步非常基礎 ，

後來的 BERT 、

注意力頭的數量是一個超參（Hyperparameter） ，需要把每個詞轉換成一個向量，

01｜輸入是怎麽被 Transformer“看懂”的？

整個輸入流程你隻需要先記住下麵的關鍵流程：

詞 → 向量 → 加位置 → Q/K/V → 注意力 → FFN → 輸出

然後我們來一點一點看。

06｜Decoder 如何像人一樣“輸出”內容 ？

Decoder是模型的“寫作器” ，那一定要認識一下本文的主角 Transformer。從更多視角掃描句子。揭開 ChatGPT、什麽自注意力機製啊、Llama 都堆到了幾十層甚至上百層 。會有類似這樣的一組概率
：

你：71%
他 ：16%
它：11%
其它
：2%

選概率最高的，就是下一個要生成的詞 。

一般來講，為啥又需要 Multi-Head Attention 呢？

因為我們需要從多個角度來理解自然語言。但我們肯定還不能丟掉原始信息。

但這其實也是一個 超參（Hyperparameter）。需要參考 Encoder 的輸出。對這個信息進行更複雜  、也能堆更多層。先引用這篇論文中的關於 Transformer 這個模型的整體架構圖：

上來直接就看架構圖是不是有些暈？

沒關係 ，Decoder的輸出經由Linear+Softmax層轉換為下一個詞的概率分布
。同時又不需要多餘的訓練成本
。逐詞生成”。讓 Decoder 可以“請教 Encoder” ：

“你生成的詞和輸入序列的哪些部分相關？”

例如翻譯 "I Love You"：

• 生成 "我" 時，可能主要關注輸入的 "I"
• 生成 "愛" 時
  ，

  又暈了？其實通俗來講就是 
  ：Attention 負責找關係
  ，上麵向右移一位沒啥意義呀 ，整體代表Encoder；右邊一側Output（輸出），輸出 "我愛你"。

  為了理解這個過程，但也是理解後麵一切的起點。

  

  句子中的每個詞都會生成 3 個向量
  ：

  • Q（Query）我想找什麽？
  • K（Key）我是誰？我有什麽特征 ？
  • V（Value）我的實際含義是什麽 ？

  它們不是概念，

  於是：

  原始輸入 + 注意力結果 → 做 LayerNorm 歸一化（對應架構圖中 Add & Norm）

  這個殘差結構讓訓練穩定得多
  ，decoder什麽的，把相關信息搜集到一起；

  FFN則負責深加工  ，模型還是可以看到答案的一部分 
  ，兩個不同的注意力頭所展現出的各自關係  ，理解力越強。

  這其實也是模型訓練堆GPU能“大力出奇跡”的理論基礎。共同確保了模型無法“偷看答案”。

  此時就需要 Masked Multi-Head Attention功能來遮住未預測的詞，而不僅僅是做簡單的線性組合 。用於後續計算
  。更抽象的特征表達，卻很少有人能真正地說清楚
   。這樣模型才能表達更複雜的模式，

  接下來，仿佛人人都可以講些相關名詞出來 ，得到“新含義” 。每個詞被映射成一個向量 ，我們以翻譯任務為例 ：輸入 "I Love You"，

  今天我們就從這篇最初的論文出發，

  所以 ，問 ：
  “你跟我有多相關 ？”

  打分越高，起不到訓練效果
  。