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基于状态空间编码的线性时间上下文压缩

文章摘要

该论文提出 Boa Compressor:一种基于 Mamba 状态空间模型的即插即用在线上下文压缩器,可在单次线性时间处理中编码任意长度的上下文,并以此对冻结的目标 LLM 进行条件化。在相同压缩率下,它的表现达到或超过最先进的离线基线,同时速度比基于 Transformer 的实现快一个数量级,且压缩率最高可达 16 倍。

来源arXiv Computational Linguistics作者: Marc Serra Ortega, Andrey Barsky, Carlos Boned Riera, Tom\'as Ockier, Dimosthenis Karatzas
基于状态空间编码的线性时间上下文压缩
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Boa Compressor 是一种即插即用的在线上下文压缩器。它基于 Mamba 状态空间模型(SSM),能够在一次线性时间的处理过程中编码任意长度的上下文,并生成一个表示,供冻结的目标大语言模型作为条件使用。该论文以《Linear-Time Context Compression with State-Space Encoding》为题,于 2026 年 10 月 7 日提交至 arXiv,编号为 arXiv:2610.33006v1,归类于计算与语言(cs.CL)以及机器学习(cs.LG)。论文作者为 Marc Serra Ortega 等共五人,全文共 15 页、含 7 幅图。

研究动机来自 Transformer 架构大语言模型在上下文长度增加时所面临的计算与内存开销。随着上下文变长,推理成本显著上升,因此研究者希望先将上下文压缩为更短的表示,再进行推理。现有的软提示(soft-prompt)压缩方法通常沿用目标模型本身的 Transformer 骨干来生成压缩表示,这一过程会带来明显的延迟开销,因而这类方法大多只能用于离线场景:上下文被压缩一次,然后在多个查询中重复使用。

Boa 的设计目标正是突破这一限制。由于压缩器构建在 Mamba 状态空间模型之上,编码任意长度上下文只需一次线性时间的遍历,避免了 Transformer 压缩器在生成长度上的二次复杂度问题。与离线方案相比,Boa 的压缩成本足够低,可以在推理时对每一个查询实时执行压缩,因此属于在线压缩,而不是先离线预处理再复用。

在训练方式上,Boa 采用蒸馏。教师模型是读取完整上下文的原始大语言模型,学生模型则是读取压缩表示后的同一个冻结大语言模型;训练目标是让两者的下一 token logit 分布相匹配。这样,压缩器学习到的表示能够尽量保留对目标模型预测有用的信息,同时目标模型本身无需微调。

实验结果显示,在相同压缩比下,Boa 的性能达到或超过了现有最先进的离线压缩基线,同时比基于 Transformer 的实现快一个数量级。这意味着它不仅没有引入额外的压缩时间开销,反而降低了端到端延迟。作者还验证了 Boa 在更长上下文上的可扩展性,以及在高达 16 倍的激进压缩比下仍能保持良好表现。

论文的结论是:当压缩既有效又足够廉价、可以在推理时对每个查询运行时,长上下文推理的效率问题就有了更实用的解法,Boa 也因此成为一种通用且可落地的长上下文推理加速工具。需要说明的是,上述性能结论均来自论文自身的实验设置,实际部署效果仍取决于目标模型、上下文类型与压缩比的具体组合。

展开要点与分析

文章情报

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要点

  • Boa 使用 Mamba 状态空间模型在单次线性时间处理中压缩上下文,避免了单独进行 Transformer 压缩的开销。
  • 它通过蒸馏训练,以完整上下文为教师、压缩表示为学生的下一 token logit 分布进行匹配。
  • 在相同压缩率下,它达到或超过最先进的离线基线,速度比基于 Transformer 的实现快约一个数量级。
  • 它能够扩展到更长上下文和最高 16 倍的激进压缩率,使每次查询时的在线压缩变得可行。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。