intel·ligència artificialaprenentatge automàticciència de dadesentrenament de modelsaprenentatge profund
Qualitat de dades vs. quantitat de dades en entrenament
En l'aprenentatge automàtic, la qualitat i la quantitat de dades influeixen en el rendiment del model, però van en direccions diferents. La qualitat es refereix a la neteja, la rellevància i el bon etiquetatge de les dades d'entrenament, mentre que la quantitat se centra en el volum. Els millors resultats solen provenir de l'equilibri entre ambdues, tot i que la recerca demostra cada cop més que la qualitat sovint guanya.
Destacats
Els conjunts de dades centrats en la qualitat poden superar els conjunts de dades més grans i sorollosos en tasques especialitzades
Les lleis d'escalat mostren que el rendiment del model millora de manera previsible amb més dades
La precisió de l'etiqueta sovint importa més que la mida del conjunt de dades per al rendiment final del model
L'equilibri òptim depèn de si el model és especialista o generalista
Què és Qualitat de les dades?
La mesura de com de netes, precises, rellevants i ben etiquetades són les dades d'entrenament per a models d'aprenentatge automàtic.
Les dades d'alta qualitat estan etiquetades de manera consistent, lliures de soroll i representatives del domini del problema que el model ha de resoldre.
Estudis de Google i Stanford han demostrat que els conjunts de dades més petits i acuradament seleccionats poden superar els conjunts de dades massius i sorollosos en tasques específiques.
La qualitat engloba l'exactitud, la integritat, la coherència, la puntualitat i la validesa en tots els punts de dades.
Tècniques com la neteja de dades, la deduplicació i el filtratge adversari milloren la qualitat abans que comenci l'entrenament.
La qualitat de les etiquetes és enormement important: els exemples mal etiquetats poden ensenyar a un model patrons incorrectes, cosa que degrada el rendiment més que no pas les dades que falten.
Què és Quantitat de dades en l'entrenament?
El volum o la mida total dels conjunts de dades utilitzats per entrenar models d'aprenentatge automàtic i d'aprenentatge profund.
Els grans models de llenguatge com GPT-4 i PaLM es van entrenar amb centenars de milers de milions de tokens extrets de la web pública.
La investigació sobre lleis d'escalat d'OpenAI i DeepMind va demostrar que el rendiment del model millora de manera predictible a mesura que augmenta la mida del conjunt de dades.
La quantitat permet als models aprendre patrons rars, casos límit i diverses representacions lingüístiques o visuals.
Els conjunts de dades més grans redueixen el sobreajustament exposant els models a exemples més variats durant l'entrenament.
El cost de recopilar i processar conjunts de dades massius és substancial, i sovint requereix una infraestructura de computació distribuïda i mesos de temps de processament.
Taula comparativa
Funcionalitat
Qualitat de les dades
Quantitat de dades en l'entrenament
Definició
Netedat, precisió i rellevància dels exemples de formació
Volum total d'exemples disponibles per a la formació
Benefici principal
Millor generalització a partir de dades representatives i sense soroll
Cobertura de patrons més àmplia a partir d'exemples diversos
Cost
Alta mà d'obra humana per a l'etiquetatge i la neteja
Costos elevats d'infraestructura de computació i emmagatzematge
Impacte en el sobreajustament
Redueix el sobreajustament mitjançant un senyal precís
Redueix el sobreajustament mitjançant la diversitat de dades
Escalabilitat
Més difícil d'escalar: requereix la revisió d'experts
Més fàcil d'escalar mitjançant el web scraping i l'automatització
Mesura
Taxes d'error, concordança d'etiquetes, puntuacions de completesa
Nombre de mostres, tokens o bytes
Ideal per a
Àrees especialitzades com la medicina o el dret
Models d'ús general que requereixen coneixements amplis
Risc quan es descuida
Els models aprenen patrons incorrectes del soroll
Els models fallen en casos rars o no vistos
Comparació detallada
Filosofia bàsica
La qualitat de les dades tracta cada exemple d'entrenament com a preciós, centrant-se en si ensenya al model alguna cosa correcta i útil. La quantitat de dades adopta el punt de vista contrari, argumentant que prou exemples mediocres acabaran donant lloc a alguna cosa útil. Ambdues filosofies tenen mèrit, i la recerca moderna en IA les tracta cada cop més com a forces complementàries en lloc d'oposades.
Compromisos de rendiment
Quan es tenen recursos limitats, invertir en qualitat sol generar rendiments més ràpids que perseguir el volum. Un model entrenat amb 10.000 imatges mèdiques impecables sovint supera un entrenat amb un milió d'imatges sorolloses. Tanmateix, un cop la qualitat arriba a un llindar raonable, afegir més exemples continua millorant el rendiment, sobretot per als models bàsics que necessiten un coneixement ampli del món.
Cost i practicitat
Les dades de qualitat són cares perquè els humans han de revisar, etiquetar i validar cada exemple, cosa que sovint requereix coneixements tècnics. La quantitat és cara d'una manera diferent: emmagatzemar i processar petabytes d'informació requereix una infraestructura seriosa. Les empreses que creen sistemes d'IA de producció sovint descobreixen que les millores de qualitat costen més per exemple, però ofereixen un millor retorn de la inversió a escales més petites.
Dependència de domini
En dominis reduïts com la radiologia o la revisió de documents legals, la qualitat domina perquè el model necessita precisió en una tasca específica. Per als chatbots o generadors d'imatges d'ús general, la quantitat importa més perquè el model ha de gestionar innombrables temes i estils. L'equilibri adequat canvia depenent de si esteu construint un especialista o un generalista.
Evidència de recerca
El punt de referència "DataComp" del 2023 va mostrar que filtrar un conjunt de dades gran fins al seu subconjunt de més qualitat produïa millors models que utilitzar-ho tot. Mentrestant, l'article d'escalat de Chinchilla va demostrar que la quantitat encara importa: els models necessiten aproximadament 20 tokens de dades d'entrenament per paràmetre per assolir el seu potencial. Ambdues troballes suggereixen que la veritable qüestió no és la qualitat versus la quantitat, sinó com assignar recursos entre elles.
Avantatges i Inconvenients
Qualitat de les dades
Avantatges
+Sortides de model més netes
+Millor precisió del domini
+Menys malbaratament informàtic
+Depuració més fàcil
Consumit
−Car de produir
−Difícil d'escalar
−Requereix mà d'obra experta
−Recollida més lenta
Quantitat de dades
Avantatges
+Cobertura més àmplia
+Gestiona casos extrems
+Escala amb càlcul
+Habilita els models de fonamentació
Consumit
−Els costos d'emmagatzematge s'acumulen
−Pot incloure soroll
−Rendiments decreixents
−Infraestructura pesada
Conceptes errònies habituals
Mite
Més dades sempre signifiquen un millor model.
Realitat
No necessàriament. Si les dades addicionals són sorolloses, estan mal etiquetades o són irrellevants, en realitat poden afectar el rendiment. La recerca ha demostrat repetidament que un conjunt de dades més petit i net sovint produeix models més precisos que un de més gran i desordenat. El filtratge de qualitat abans de l'entrenament gairebé sempre és beneficiós.
Mite
La qualitat de les dades només importa per a conjunts de dades petits.
Realitat
La qualitat importa a totes les escales. Fins i tot els models entrenats amb milers de milions d'exemples pateixen quan parts significatives contenen errors o biaixos. Els models grans poden memoritzar soroll, que després apareix de maneres inesperades i perjudicials durant el desplegament.
Mite
Les dades etiquetades sempre són millors que les dades sense etiquetar.
Realitat
Depèn de la tasca i de la qualitat de l'etiquetatge. Les dades mal etiquetades poden ser pitjors que no tenir cap etiqueta, mentre que quantitats massives de dades sense etiquetar poden alimentar sistemes d'aprenentatge autosupervisats que rivalitzen amb els enfocaments supervisats. La qualitat de l'etiquetatge importa més que la mera presència d'etiquetes.
Mite
Necessiteu milions d'exemples per entrenar un model útil.
Realitat
L'aprenentatge per transferència ha canviat això dràsticament. Amb models preentrenats com BERT o ResNet, podeu aconseguir resultats sòlids amb només centenars o milers d'exemples d'alta qualitat en el vostre domini específic. L'era de necessitar conjunts de dades personalitzats massius per a cada tasca s'ha acabat en gran part.
Mite
La quantitat i la qualitat de les dades són forces oposades.
Realitat
En realitat, són complementaris. Els millors processos d'entrenament maximitzen tots dos: recopilar tantes dades com sigui possible i alhora filtrar agressivament la qualitat. Tractar-los com un compromís és un fals dilema que porta a decisions subòptimes.
Preguntes freqüents
És més important la qualitat de les dades que la quantitat de dades?
Per a la majoria d'aplicacions pràctiques, sí: la qualitat tendeix a oferir millors rendiments per cada euro invertit. Tanmateix, ambdues coses importen, i la proporció ideal depèn del cas d'ús específic. Una bona regla general és aconseguir que la qualitat arribi primer a un nivell acceptable i després escalar la quantitat segons ho permetin els recursos.
Quantes dades d'entrenament necessito per al meu model?
Depèn de l'arquitectura del model, la complexitat de la tasca i si esteu ajustant un model preentrenat o entrenant des de zero. L'ajustament pot necessitar només centenars o milers d'exemples, mentre que l'entrenament d'un model bàsic des de zero en requereix milers de milions. Les lleis d'escalat de Chinchilla suggereixen aproximadament 20 tokens per paràmetre per a un entrenament òptim.
Què fa que les dades d'entrenament siguin d'alta qualitat?
Les dades d'alta qualitat són precises, etiquetades de manera consistent, representatives de distribucions del món real, lliures de duplicats i rellevants per a la tasca objectiu. També han de provenir de fonts legals i recollides de manera ètica, amb la documentació adequada de la seva procedència i de qualsevol limitació coneguda.
Puc utilitzar dades sintètiques per augmentar la quantitat?
Sí, la generació de dades sintètiques s'ha convertit en una manera popular d'augmentar els conjunts d'entrenament, especialment quan les dades reals són escasses o cares. Models com GPT-4 poden generar exemples d'entrenament realistes, tot i que cal anar amb compte amb el control de qualitat: les dades sintètiques poden amplificar els biaixos presents en el model de generació.
Què és la curació de dades en l'aprenentatge automàtic?
La curació de dades és el procés de seleccionar, netejar i organitzar dades d'entrenament per maximitzar-ne la utilitat. Implica eliminar duplicats, filtrar exemples de baixa qualitat, equilibrar les distribucions de classes i assegurar-se que les dades representin el problema que es vol resoldre. Una bona curació sovint és la diferència entre un model mediocre i un de bo.
Com puc mesurar la qualitat de les dades?
Els enfocaments habituals inclouen puntuacions de concordança entre anotadors, comprovacions automatitzades de la coherència de les etiquetes, anàlisi estadística de les distribucions de característiques i rendiment de validació reservat. Alguns equips també utilitzen eines de validació de dades dedicades com Great Expectations o quadres de comandament de qualitat personalitzats per fer un seguiment de les mètriques de qualitat al llarg del temps.
Més dades d'entrenament redueixen el sobreajustament?
Generalment sí, perquè els conjunts de dades més grans exposen el model a exemples més variats, cosa que dificulta la memorització de patrons específics. Tanmateix, si les dades addicionals són repetitives o de baixa qualitat, potser no ajuden. La diversitat de dades és tan important com la quantitat en brut per evitar el sobreajustament.
Què són les lleis d'escalat en IA?
Les lleis d'escalat descriuen la relació predictible entre la mida del model, la mida del conjunt de dades i el rendiment. La recerca d'OpenAI, DeepMind i altres ha demostrat que la pèrdua disminueix com una llei de potència quan s'augmenten els paràmetres, les dades o el càlcul. Aquestes lleis ajuden els investigadors a predir quanta millora obtindran en afegir més recursos.
Hauria de prioritzar la recopilació de més dades o la neteja de les dades existents?
Si les dades existents tenen problemes de qualitat importants, netejar-les sol oferir resultats més ràpids que recollir-ne més. Les dades brutes agreugen els problemes: afegir més exemples bruts només dóna al model més patrons erronis per aprendre. Comenceu amb la qualitat i després escaleu la quantitat un cop el vostre pipeline produeixi un resultat fiable.
Com gestionen els models de fonamentació la qualitat de les dades?
Els models de fonamentació normalment s'entrenen amb dades a escala web amb qualitat variable i després es refinen mitjançant tècniques com RLHF (aprenentatge per reforç a partir de la retroalimentació humana) i l'ajust d'instruccions. Aquest enfocament de dues etapes els permet beneficiar-se d'una quantitat massiva alhora que aconsegueixen una alta qualitat en les tasques posteriors mitjançant un ajust fi específic.
Veredicte
Trieu la qualitat de les dades quan treballeu en un domini especialitzat, tingueu un pressupost limitat o necessiteu una alta precisió en una tasca concreta. Invertiu en quantitat de dades quan creeu models d'ús general que han de gestionar entrades diverses o quan ja hàgiu maximitzat la qualitat a la vostra escala actual. A la pràctica, els sistemes d'IA més potents combinen ambdues coses: seleccionen grans conjunts de dades alhora que filtren agressivament el soroll.