NewMind AI团队用“晚互动“技术让小模型击败大模型
2026/1/16 22:35:09
DeepSeek与北大合作提出Engram模块，将大模型的"计算"与"记忆"分离。传统模型用多层网络"重建"静态知识效率低下，而Engram通过N-gram哈希实现O(1)时间复杂度的知识检索。实验显示，相同参数下，Engram-27B全面超越MoE基线，推理能力提升最显著(BBH+5.0)。Engram剥离了静态知识重建任务，释放了模型用于推理的有效深度，且系统效率高，100B参数表仅带来不到3%的开销。
梁文锋又亲自署名了。上次是 mHC，这次是
Engram。
DeepSeek 与北大合作的Engram论文，梁文锋署名。
大家都觉得，大模型要更强就得更深。
DeepSeek 说，不对。你的前几层可能都在做无用功。
他们发现，大模型一直在用「算」来模拟「记」，效率很低。比如「戴安娜王妃」，模型要花六层网络才能认出来。六层深度，就为了认出一个人名。
这是浪费。
于是 DeepSeek 做了个叫Engram的模块，专门处理这种「本来查一下就行」的静态知识。
相同参数、相同算力，Engram-27B全面超过 MoE 基线。
但最有意思的不是这个。
提升最大的不是知识问答，而是推理。两个主流推理测试，BBH +5.0，ARC-Challenge +3.7。
但一个「记忆」模块，为什么能提升推理能力？
01｜大模型在用「深度」换「记忆」
举个例子。
大模型是一层一层处理信息的。比如识别「Diana, Princess of Wales」这个实体时，它得消耗好几层网络，一层一层把「Diana」「Princess」「of」「Wales」这几个词拼成一个完整概念。
第 1-2 层，模型只知道「Wales」是英国一个地方。第 3 层，开始意识到这可能是个头衔。第 4-5 层，逐渐锁定「威尔士王妃」。第 6 层，终于确定是戴安娜王妃。
模型识别「Diana, Princess of Wales」的过程，从第 1 层到第 6 层，概念逐渐清晰。
这件事的本质是什么？
用计算来模拟查表。模型在运行时「重建」了一个本可以直接查的静态知识。
DeepSeek 说，语言建模其实包含两种不同的子任务，组合推理和知识检索。前者需要深度计算，后者只需要简单查找。但 Transformer 把两件事混在一起处理了。
结果就是，模型的前几层被大量用于「重建」静态知识，真正用于复杂推理的有效深度被压缩了。
02｜给大模型装一个 N-gram 记忆模块
DeepSeek 的解法是把「算」和「记」分开，专门用一个模块处理静态知识检索。
这个模块叫Engram，本质上是对 N-gram 的现代化改造。
N-gram 是 NLP 的老朋友。把连续的 N 个词看作一个整体，用它来预测下一个词。这种方法在深度学习时代被认为「过时」了，因为只能捕捉局部依赖。
但 DeepSeek 的洞察是，对于很多静态知识，局部依赖就够了。
「Alexander the Great」「四大发明」「张仲景」，这些固定搭配不需要复杂推理，只需要快速匹配。
Engram模块的工作流程，从 N-gram 哈希到嵌入检索再到门控融合。
Engram是这么工作的。
先从输入序列里提取 2-gram 和 3-gram。比如「the Great」，就提取 (the, Great) 这个二元组。然后用哈希函数把它映射到一个巨大的嵌入表里，取出对应的向量。这个过程是 O(1) 常数时间查找，不需要任何计算。
最后用一个门控机制决定要不要用这个向量。如果上下文表明这个 N-gram 是有意义的，比如确实在讨论亚历山大大帝，就把它融入隐藏状态。如果不是，比如「the Great Wall」里的「the Great」，门控会把它压下去。
几个关键设计。
检索是确定性的。输入 token 一定，要查哪些嵌入就定了，不用等隐藏状态算出来。这意味着可以提前预处理。
参数规模可以很大。论文里Engram的嵌入表最大做到 100B，全放主机内存，通过 PCIe 传输，推理速度影响不到 3%。
位置有讲究。不是放第一层，而是第 2 层和第 15 层。太浅，上下文不够，门控不准。太深，静态知识已经被前面的层重建完了，Engram就没用了。
03｜U 形曲线和意外的推理提升
有了Engram，一个自然的问题是，参数预算怎么分配？多少给 MoE 专家，多少给Engram记忆？
DeepSeek 做了一组扫参实验，发现了一条 U 形曲线。
100% 给 MoE，效果不是最优。0% 给 MoE，也就是纯Engram，效果很差，模型丧失了动态推理能力。最优点在 75-80% 给 MoE，20-25% 给Engram。
这说明 MoE 和Engram是互补的。一个擅长条件计算，一个擅长静态查找。
也说明纯 MoE 方案是次优的。当前主流大模型把所有稀疏容量都给了专家路由，但实际上有 20-25% 更适合做静态记忆。
按这个分配，DeepSeek 训练了Engram-27B，和MoE-27B对比。严格等参数、等算力。
Engram-27B与MoE-27B的全面对比，推理和知识任务均有提升。
知识类任务提升在预期内。MMLU +3.4，CMMLU +4.0。
代码和数学也有提升。HumanEval +3.0，MATH +2.4。
但推理类任务提升更大。BBH +5.0，ARC-Challenge +3.7，DROP +3.3。
04｜Engram 相当于增加了模型的有效深度
论文用两个工具分析了Engram的内部机制。
第一个是 LogitLens。原理是把每一层的隐藏状态直接投影到词表上，看模型在这一层「认为」下一个词是什么。通过对比不同层的预测和最终预测，可以看出模型在哪一层「想明白」了。
Engram模型在早期层就达到了更接近最终预测的状态。它更早地「想明白」了。
LogitLens 和 CKA 分析，Engram的第 5 层约等于 MoE 的第 12 层。
第二个是 CKA，用来衡量两个模型在不同层的表示相似度。分析发现，Engram-27B的第 5 层，和MoE-27B的第 12 层最像。
换句话说，Engram的浅层，在功能上等价于 MoE 的深层。
因为Engram把静态知识的重建任务从网络里剥离出去了，模型的前几层不用再花精力识别「Diana, Princess of Wales」这种固定实体。这些层被释放出来，可以更早开始做真正的推理。
Engram并没有直接提升推理能力，而是通过减少「浪费」，间接增加了模型用于推理的有效深度。
论文还做了个验证。完全关掉Engram，看各类任务性能下降多少。
事实知识类的 TriviaQA，只剩 29%。阅读理解类的 C3，保留 93%。
Engram确实主要承担知识存储，阅读理解这种依赖上下文的任务，主要还是靠 Transformer 本体（Backbone）。
05｜长上下文也有优势
除了推理，Engram在长上下文任务上也有显著优势。
论文的解释是，Engram把局部依赖从注意力机制中剥离出去了，注意力可以更专注于全局上下文。
在 RULER 基准测试中，Engram-27B的 Multi-Query NIAH 从 84.2 提升到 97.0，Variable Tracking 从 77.0 提升到 89.0。
长上下文任务对比，Engram用 82% 的训练量追平了 MoE 基线。
论文还做了个控制实验。拿一个只训练了 41k 步的Engram模型，和完全训练了 50k 步的 MoE 模型对比。
只用了 82% 训练量的Engram，在长上下文任务上已经和 MoE 基线持平甚至更好。
架构优势是内在的，不只是「训练得更好」。
06｜系统效率：100B 参数表，不到 3% 开销
Engram还有个优势，系统友好。
MoE 的专家路由是动态的，得先算出隐藏状态，才能决定激活哪些专家。通信和计算是串行的。
Engram的检索是确定性的，输入 token 一定，要查哪些嵌入就定了。这意味着可以在 GPU 算前几层的同时，CPU 提前把后面要用的嵌入取好。
论文做了个极端测试。把 100B 参数的嵌入表完全放主机内存，走 PCIe。在 4B 和 8B 的 Dense 模型上，推理吞吐量下降只有 1.9% 和 2.8%。
知识可以存得很大，只要主机内存够用。
论文最后给了一组门控值的可视化，验证Engram确实在识别和检索固定的语言模式。
英文句子里，门控在「the Great」「Bucephalus」这些位置激活。中文句子里，「四大发明」「张仲景」「医圣」这些位置激活。
门控激活热力图，红色越深表示Engram越确定这是固定搭配。
它确实在做它应该做的事。
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