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記憶在循環中:進程內檢索作為語言代理的擴展工作記憶

該研究提出將記憶存儲移入語言代理的推理循環中,在每個步驟讀取和寫入,以克服網絡延遲問題。實驗表明,進程內存儲(約100微秒)可將冗餘動作從7.2/12降至0.0/12,並將召回率從0/5提升至3.6-4.8/5。瓶頸在於嵌入生成而非存儲。

來源arXiv AI作者: Yusuf Khan, Carlo Lipizzi

語言代理通常運行在“觀察-推理-行動”的循環中,但它們所依賴的記憶卻位於循環之外:一個每輪至多查詢一次的存儲。這種設計源於網絡延遲的嚴重限制。傳統網絡化存儲的響應時間在數十到數百毫秒之間,如果在每步都進行檢索,端到端延遲可能膨脹高達83倍。先前的工作試圖通過調度或限制檢索頻率來管理這一成本,但從未質疑其必要性。

一項由Yusuf Khan等研究者提交的新研究(arXiv:2607.05690)從根本上提出了不同的觀點:延遲是存儲位置的問題,而非循環模式的問題。進程內存儲的響應時間約為100微秒,比網絡存儲快三個數量級。在這種速度下,每步的額外開銷幾乎消失。基於“擴展心智”理論的等價原則,足夠快且持續可用的存儲實際上成為代理的擴展工作記憶,而非僅僅一個可供查閲的工具。

為了驗證這一前提,研究者設計了因果實驗:固定每輪的記憶延遲預算,僅改變存儲的響應速度。結果發現,冗餘動作隨延遲單調增加——在進程內速度下,12個任務中冗餘動作為0.0個;而在110毫秒的雲往返時間下,冗餘動作升至7.2個(使用GPT-5-nano和GPT-5-mini,精確置換檢驗p=0.0079)。這一結果表明,延遲的降低直接影響代理的行為效率,減少了不必要的重複操作。

端到端實驗進一步展示了該模式的潛力:在四種GPT-5類模型上,使用有界窗口時,進程內循環記憶將召回率從0/5提升至3.6–4.8/5,存儲操作的中位延遲為80–165微秒。值得注意的是,一個要求“每次回覆都重述”的基線也能完美解決問題,但代價是令牌消耗隨工作集增長。存儲本身在全部244次寫入中從未丟失任何事實;所有漏報均源於代理的讀取策略,而非存儲本身。

該研究的另一關鍵發現是瓶頸轉移:每步的主要開銷來自嵌入生成(通過網絡需要200–400毫秒)。將進程內存儲與小型本地嵌入器配對,可將完整操作降至約40微秒,徹底改變了性能格局。這一成果為構建更高效、更智能的語言代理開闢了新路徑。相比於單純優化檢索頻率或調度策略,直接改變存儲的位置和速度能夠帶來質的飛躍。未來,這種“循環內記憶”的設計可能成為語言代理的標準架構,提升實時交互和複雜推理任務的可行性。