Comparthing Logo
kunstmatige intelligentiemachine learningdatawetenschapmodel-trainingdiep leren

Datakwaliteit versus datakwantiteit in training

In machine learning hebben zowel datakwaliteit als datakwantiteit invloed op de prestaties van een model, maar ze werken in verschillende richtingen. Kwaliteit verwijst naar hoe schoon, relevant en goed gelabeld je trainingsdata is, terwijl kwantiteit zich richt op het pure volume. De beste resultaten worden meestal behaald door een balans tussen beide, hoewel onderzoek steeds vaker aantoont dat kwaliteit de doorslag geeft.

Uitgelicht

  • Kwaliteitsgerichte datasets kunnen bij specialistische taken betere resultaten behalen dan grotere, ruisgevoelige datasets.
  • Schaalwetten tonen aan dat de modelprestaties voorspelbaar verbeteren naarmate er meer gegevens beschikbaar komen.
  • De nauwkeurigheid van de labels is vaak belangrijker voor de uiteindelijke prestaties van het model dan de omvang van de dataset.
  • De optimale balans hangt af van of het model specialistisch of generalistisch is.

Wat is Gegevenskwaliteit?

De maatstaf voor hoe schoon, nauwkeurig, relevant en goed gelabeld de trainingsdata zijn voor machine learning-modellen.

  • Hoogwaardige data is consistent gelabeld, vrij van ruis en representatief voor het probleemgebied dat het model moet oplossen.
  • Onderzoek van Google en Stanford heeft aangetoond dat kleinere, zorgvuldig samengestelde datasets op specifieke taken betere resultaten kunnen opleveren dan enorme, ruisrijke datasets.
  • Kwaliteit omvat nauwkeurigheid, volledigheid, consistentie, tijdigheid en geldigheid van alle gegevens.
  • Technieken zoals dataopschoning, het verwijderen van duplicaten en adversarial filtering verbeteren de kwaliteit nog voordat de training begint.
  • De kwaliteit van de labels is enorm belangrijk: verkeerd gelabelde voorbeelden kunnen een model de verkeerde patronen aanleren, waardoor de prestaties meer achteruitgaan dan bij ontbrekende gegevens.

Wat is Hoeveelheid gegevens in de training?

Het totale volume of de omvang van de datasets die gebruikt worden om machine learning- en deep learning-modellen te trainen.

  • Grote taalmodellen zoals GPT-4 en PaLM werden getraind op honderden miljarden tokens die van het openbare web werden verzameld.
  • Onderzoek naar schaalwetten van OpenAI en DeepMind heeft aangetoond dat de prestaties van modellen voorspelbaar verbeteren naarmate de omvang van de dataset toeneemt.
  • Kwantiteit stelt modellen in staat om zeldzame patronen, uitzonderlijke gevallen en diverse taalkundige of visuele representaties te leren.
  • Grotere datasets verminderen overfitting doordat modellen tijdens de training aan meer gevarieerde voorbeelden worden blootgesteld.
  • Het verzamelen en verwerken van enorme datasets brengt aanzienlijke kosten met zich mee, vaak is een gedistribueerde computerinfrastructuur nodig en duurt de verwerking maanden.

Vergelijkingstabel

Functie Gegevenskwaliteit Hoeveelheid gegevens in de training
Definitie Netheid, nauwkeurigheid en relevantie van de trainingsvoorbeelden Totaal aantal voorbeelden beschikbaar voor training
Primair voordeel Betere generalisatie op basis van representatieve, ruisvrije data. Bredere patroondekking aan de hand van diverse voorbeelden
Kosten Het etiketteren en schoonmaken vergt veel handarbeid. Hoge kosten voor computer- en opslaginfrastructuur
Impact op overfitting Vermindert overfitting door middel van een nauwkeurig signaal. Vermindert overfitting door datadiversiteit
Schaalbaarheid Moeilijker op te schalen – vereist beoordeling door experts Gemakkelijker op te schalen via webscraping en automatisering
meting Foutpercentages, overeenstemming tussen labels, volledigheidsscores Aantal samples, tokens of bytes
Het beste voor Gespecialiseerde vakgebieden zoals geneeskunde of recht Algemene modellen die brede kennis vereisen
Risico bij verwaarlozing Modellen leren verkeerde patronen uit ruis. Modellen falen in zeldzame of niet-voorziene gevallen.

Gedetailleerde vergelijking

Kernfilosofie

Bij datakwaliteit wordt elk trainingsvoorbeeld als waardevol beschouwd, met de focus op de vraag of het het model iets corrects en nuttigs leert. Datakwantiteit neemt het tegenovergestelde standpunt in en stelt dat voldoende middelmatige voorbeelden uiteindelijk zullen resulteren in iets bruikbaars. Beide filosofieën hebben hun waarde en modern AI-onderzoek beschouwt ze steeds vaker als complementaire in plaats van tegengestelde krachten.

Afwegingen ten aanzien van prestaties

Wanneer je over beperkte middelen beschikt, levert investeren in kwaliteit doorgaans sneller resultaat op dan het nastreven van kwantiteit. Een model dat is getraind op 10.000 onberispelijke medische afbeeldingen presteert vaak beter dan een model dat is getraind op een miljoen ruisende afbeeldingen. Zodra de kwaliteit echter een redelijk niveau bereikt, blijft het toevoegen van meer voorbeelden de prestaties verbeteren, met name voor basismodellen die brede kennis van de wereld nodig hebben.

Kosten en praktische uitvoerbaarheid

Kwalitatief hoogwaardige data is duur omdat elk voorbeeld door mensen moet worden beoordeeld, gelabeld en gevalideerd, wat vaak domeinexpertise vereist. Kwantiteit is op een andere manier duur: het opslaan en verwerken van petabytes aan informatie vereist een serieuze infrastructuur. Bedrijven die AI-systemen voor productieomgevingen bouwen, merken vaak dat kwaliteitsverbeteringen per voorbeeld meer kosten, maar een beter rendement opleveren op kleinere schaal.

Domeinafhankelijkheid

In specialistische domeinen zoals radiologie of het beoordelen van juridische documenten, is kwaliteit doorslaggevend omdat het model precisie nodig heeft bij een specifieke taak. Voor algemene chatbots of beeldgeneratoren is kwantiteit belangrijker, omdat het model talloze onderwerpen en stijlen moet kunnen verwerken. De juiste balans verschuift afhankelijk van of je een specialist of een generalist bouwt.

Onderzoeksbewijs

De 'DataComp'-benchmark uit 2023 toonde aan dat het filteren van een grote dataset tot de meest kwalitatief hoogwaardige subset betere modellen opleverde dan het gebruik van alle gegevens. Tegelijkertijd bewees het Chinchilla-schaalonderzoek dat kwantiteit er nog steeds toe doet: modellen hebben ongeveer 20 trainingsdata per parameter nodig om hun potentieel te bereiken. Beide bevindingen suggereren dat de echte vraag niet is of het om kwaliteit of kwantiteit gaat, maar hoe de middelen daartussen verdeeld moeten worden.

Voors en tegens

Gegevenskwaliteit

Voordelen

  • + Schonere modeluitvoer
  • + Betere domeinnauwkeurigheid
  • + Minder computerverspilling
  • + Eenvoudiger debuggen

Gebruikt

  • Duur om te produceren
  • Moeilijk schaalbaar
  • Vereist deskundig personeel
  • Langzamere collectie

Gegevenshoeveelheid

Voordelen

  • + Bredere dekking
  • + Behandelt uitzonderlijke gevallen
  • + Schaalbaar met de rekenkracht
  • + Maakt funderingsmodellen mogelijk

Gebruikt

  • Opslagkosten lopen snel op.
  • Kan lawaai bevatten
  • Afnemende meeropbrengsten
  • Infrastructuur zwaar

Veelvoorkomende misvattingen

Mythe

Meer data betekent altijd een beter model.

Realiteit

Niet per se. Als de extra data ruis bevat, verkeerd gelabeld is of irrelevant is, kan dit de prestaties juist negatief beïnvloeden. Onderzoek heeft herhaaldelijk aangetoond dat een kleinere, schonere dataset vaak nauwkeurigere modellen oplevert dan een grotere, rommeligere dataset. Kwaliteitsfiltering vóór de training is vrijwel altijd gunstig.

Mythe

Datakwaliteit is alleen van belang voor kleine datasets.

Realiteit

Kwaliteit is op elke schaal belangrijk. Zelfs modellen die getraind zijn op miljarden voorbeelden lijden eronder wanneer aanzienlijke delen fouten of vertekeningen bevatten. Grote modellen kunnen ruis onthouden, die vervolgens op onverwachte en schadelijke manieren naar boven komt tijdens de implementatie.

Mythe

Gelabelde data is altijd beter dan ongelabelde data.

Realiteit

Het hangt af van de taak en de kwaliteit van de labels. Slecht gelabelde data kunnen erger zijn dan helemaal geen labels, terwijl enorme hoeveelheden ongelabelde data zelflerende systemen kunnen voeden die kunnen wedijveren met methoden met supervisie. De kwaliteit van de labels is belangrijker dan de loutere aanwezigheid ervan.

Mythe

Je hebt miljoenen voorbeelden nodig om een bruikbaar model te trainen.

Realiteit

Transfer learning heeft dit drastisch veranderd. Met voorgegetrainde modellen zoals BERT of ResNet kun je sterke resultaten behalen met slechts honderden of duizenden hoogwaardige voorbeelden binnen jouw specifieke domein. Het tijdperk waarin je voor elke taak enorme, op maat gemaakte datasets nodig had, is grotendeels voorbij.

Mythe

De hoeveelheid en de kwaliteit van gegevens zijn tegengestelde krachten.

Realiteit

Ze vullen elkaar juist aan. De beste trainingspipelines maximaliseren beide: ze verzamelen zoveel mogelijk data en filteren tegelijkertijd streng op kwaliteit. Ze als een afweging beschouwen is een vals dilemma dat leidt tot suboptimale beslissingen.

Veelgestelde vragen

Is de kwaliteit van gegevens belangrijker dan de kwantiteit van gegevens?
In de meeste praktische toepassingen geldt: kwaliteit levert doorgaans een beter rendement per bestede euro. Beide aspecten zijn echter belangrijk, en de ideale verhouding hangt af van uw specifieke gebruikssituatie. Een goede vuistregel is om eerst de kwaliteit op een acceptabel niveau te brengen en vervolgens de kwantiteit op te schalen naarmate de middelen dat toelaten.
Hoeveel trainingsdata heb ik nodig voor mijn model?
Het hangt af van de modelarchitectuur, de complexiteit van de taak en of je een voorgegetraind model finetunt of helemaal vanaf nul traint. Finetuning vereist mogelijk slechts honderden tot duizenden voorbeelden, terwijl het trainen van een basismodel vanaf nul miljarden voorbeelden nodig heeft. De Chinchilla-schaalwetten suggereren ongeveer 20 tokens per parameter voor optimale training.
Wat maakt trainingsdata van hoge kwaliteit?
Hoogwaardige data is nauwkeurig, consistent gelabeld, representatief voor de werkelijke verdeling, vrij van duplicaten en relevant voor de beoogde taak. De data moet bovendien legaal en ethisch verkregen zijn, met de juiste documentatie van de herkomst en eventuele bekende beperkingen.
Kan ik synthetische data gebruiken om de hoeveelheid te vergroten?
Ja, het genereren van synthetische data is een populaire manier geworden om trainingssets aan te vullen, vooral wanneer echte data schaars of duur zijn. Modellen zoals GPT-4 kunnen realistische trainingsvoorbeelden genereren, maar je moet wel voorzichtig zijn met kwaliteitscontrole – synthetische data kunnen de vooroordelen die in het genererende model aanwezig zijn, versterken.
Wat is data-curatie in machine learning?
Datacuratie is het proces van het selecteren, opschonen en organiseren van trainingsdata om de bruikbaarheid ervan te maximaliseren. Het omvat het verwijderen van duplicaten, het filteren van voorbeelden van lage kwaliteit, het balanceren van de klassenverdeling en het ervoor zorgen dat de data het probleem representeert dat je wilt oplossen. Goede curatie maakt vaak het verschil tussen een middelmatig en een uitstekend model.
Hoe meet ik de datakwaliteit?
Gangbare methoden omvatten het meten van overeenstemming tussen annotatoren, geautomatiseerde controles op labelconsistentie, statistische analyse van de verdeling van kenmerken en het uitvoeren van validatie op een aparte dataset. Sommige teams gebruiken ook specifieke tools voor datavalidatie, zoals Great Expectations, of aangepaste kwaliteitsdashboards om kwaliteitsstatistieken in de loop van de tijd te volgen.
Vermindert meer trainingsdata overfitting?
Over het algemeen wel, omdat grotere datasets het model blootstellen aan meer gevarieerde voorbeelden, waardoor het moeilijker wordt om specifieke patronen te onthouden. Als de extra data echter repetitief of van lage kwaliteit is, is het mogelijk dat dit niet helpt. Datadiversiteit is net zo belangrijk als de hoeveelheid data om overfitting te voorkomen.
Wat zijn schaalwetten in AI?
Schaalwetten beschrijven de voorspelbare relatie tussen modelgrootte, datasetgrootte en prestaties. Onderzoek van OpenAI, DeepMind en anderen heeft aangetoond dat het verlies afneemt volgens een machtswet wanneer je parameters, data of rekenkracht verhoogt. Deze wetten helpen onderzoekers te voorspellen hoeveel verbetering ze zullen behalen door meer resources toe te voegen.
Moet ik prioriteit geven aan het verzamelen van meer gegevens of aan het opschonen van bestaande gegevens?
Als uw bestaande data aanzienlijke kwaliteitsproblemen vertoont, levert het opschonen ervan doorgaans sneller resultaten op dan het verzamelen van meer data. Vervuilde data verergert problemen – het toevoegen van meer vervuilde voorbeelden geeft het model alleen maar meer foute patronen om te leren. Begin met kwaliteit en schaal de kwantiteit pas op zodra uw pipeline betrouwbare resultaten oplevert.
Hoe gaan stichtingsmodellen om met de kwaliteit van gegevens?
Basismodellen worden doorgaans getraind op grootschalige webdata van wisselende kwaliteit, waarna ze worden verfijnd met technieken zoals RLHF (Reinforcement Learning from Human Feedback) en instructie-tuning. Deze tweestapsbenadering stelt hen in staat te profiteren van enorme hoeveelheden data, terwijl ze tegelijkertijd een hoge kwaliteit behouden voor vervolgtaken door middel van gerichte fine-tuning.

Oordeel

Kies voor datakwaliteit wanneer je in een gespecialiseerd domein werkt, een beperkt budget hebt of hoge precisie nodig hebt voor een specifieke taak. Investeer in datakwantiteit wanneer je algemene modellen bouwt die diverse inputs moeten verwerken, of wanneer je de kwaliteit op je huidige schaal al hebt gemaximaliseerd. In de praktijk combineren de sterkste AI-systemen beide: ze beheren grote datasets en filteren tegelijkertijd agressief op ruis.

Gerelateerde vergelijkingen

A/B-testen bij contentreleases versus eenmalige contentreleases

A/B-testen bij contentreleases houdt in dat varianten worden uitgerold naar verschillende doelgroepen en de prestaties worden gemeten, terwijl bij eenmalige contentreleases één versie in één keer naar iedereen wordt verzonden. Beide benaderingen zijn geschikt voor verschillende doelen: A/B-testen bevorderen datagestuurde optimalisatie, terwijl eenmalige releases prioriteit geven aan snelheid en eenvoud.

A/B-testen bij modelserving versus implementatie van één enkel model

A/B-testen bij het serveren van modellen leiden het verkeer tussen concurrerende modelversies om de prestaties in de praktijk te meten, terwijl bij de implementatie van één model één model naar alle gebruikers wordt verzonden. Teams kiezen tussen beide methoden op basis van risicotolerantie, verkeersvolume en de behoefte aan statistische validatie vóór de volledige uitrol.

Aanbevelingssystemen versus zoekmachines

Aanbevelingssystemen en zoekmachines helpen gebruikers allebei relevante content te vinden, maar ze werken op fundamenteel verschillende manieren. Zoekmachines reageren op expliciete zoekopdrachten, terwijl aanbevelingssystemen anticiperen op behoeften op basis van gedragspatronen. Inzicht in deze verschillen helpt te verduidelijken hoe moderne informatieontdekking daadwerkelijk werkt.

Aanbevelingssystemen versus zoekmachines

Aanbevelingssystemen suggereren proactief gepersonaliseerde items op basis van gebruikersgedrag en -voorkeuren, terwijl zoekmachines relevante resultaten ophalen als reactie op expliciete gebruikersvragen met behulp van indexerings- en rangschikkingsalgoritmen.

Aandacht in de menselijke cognitie versus aandachtmechanismen in AI

Menselijke aandacht is een flexibel cognitief systeem dat zintuiglijke input filtert op basis van doelen, emoties en overlevingsbehoeften, terwijl AI-aandachtsmechanismen wiskundige raamwerken zijn die input-tokens dynamisch wegen om de voorspellingskracht en het contextbegrip in machine learning-modellen te verbeteren. Beide systemen geven prioriteit aan informatie, maar ze werken volgens fundamenteel verschillende principes en beperkingen.