VKВлад КуликовОткрытые лекции
Современные LLM16 / 20

Модуль 16. Мультимодальные LLM: зрение, аудио и видео

Сначала попробуйте решить упражнение. Ответы, подробные решения и проектные ориентиры раскрываются отдельно и сохраняют своё состояние при переключении RU/EN.

Скачать файлы курса (.zip) 2588,1 КБ

Архив содержит файлы на обоих языках и вспомогательные материалы с сохранением структуры каталогов.

У1. Визуальные токены и KV

Восстановите 576 токенов для 336×336 при патче 14, 2880 для четырёх локальных тайлов плюс миниатюры и 1296 для 1008×1008 с пространственным объединением 2×2. При 128 KiB KV на токен найдите память и KV-only вместимость в 65 GiB.

Показать ответ и решение

Решение. Сетка 336×336 при патче 14 имеет 336/14=24336/14=24 позиции по каждой оси, то есть 242=57624^2=576 токенов. Четыре локальных тайла плюс миниатюра — пять таких сеток: 5⋅576=28805\cdot576=2880. Для 1008×1008 получаем 722=518472^2=5184 патча; объединение 2×2 объединяет четыре соседних позиции, поэтому остаётся 5184/4=12965184/4=1296.

При 128 KiB на токен расходы равны 576⋅128/1024=72576\cdot128/1024=72 MiB, 2880⋅128/1024=3602880\cdot128/1024=360 MiB и 1296⋅128/1024=1621296\cdot128/1024=162 MiB. В 65 GiB = 66 560 MiB помещается не более ⌊66560/M⌋\lfloor66560/M\rfloor: 924, 184 и 410 изображений. Это границы только по KV: текст, ответ, активации, буферы и визуальный энкодер не учтены.

У2. InfoNCE и проектор

Для диагонали 0.8, фона 0.2 и N=4N=4 вычислите вероятность положительной пары и функцию потерь при τ=0.1\tau=0.1 и 0.50.5. Затем посчитайте параметры MLP 1024→4096→4096 со смещениями.

Показать ответ и решение

Решение. В строке одно положительное сходство 0.8 и три одинаковых отрицательных сходства 0.2, поэтому

p+=e0.8/τe0.8/τ+3e0.2/τ=11+3e−0.6/τ,L=−log⁡p+.p_+=\frac{e^{0.8/\tau}}{e^{0.8/\tau}+3e^{0.2/\tau}}=\frac1{1+3e^{-0.6/\tau}},\qquad L=-\log p_+.

При τ=0.1\tau=0.1 получаем p+=0.992619p_+=0.992619, L=0.007409L=0.007409; при τ=0.5\tau=0.5 — p+=0.525325p_+=0.525325, L=0.643738L=0.643738. Если все четыре сходства равны, p+=1/4p_+=1/4 и L=log⁡4=1.386294L=\log4=1.386294.

В первом линейном слое со смещением 1024⋅4096+4096=4 198 4001024\cdot4096+4096=4\,198\,400 параметров; во втором 40962+4096=16 781 3124096^2+4096=16\,781\,312. Сумма: 20 979 712.

У3. Видео в 256K

Для двух часов при 1 fps, 4000 токенах текстового резерва и 576/144 токенах на кадр найдите число кадров, интервалы выборки и KV полного контекста.

Показать ответ и решение

Решение. Два часа при 1 fps дают 2⋅3600=72002\cdot3600=7200 исходных кадров. После резерва для текста визуальный бюджет равен 256000−4000=252000256000-4000=252000 токенов. Поэтому помещается ⌊252000/576⌋=437\lfloor252000/576\rfloor=437 или ⌊252000/144⌋=1750\lfloor252000/144\rfloor=1750 кадров. Обратная плотность выборки равна 7200/437=16.4767200/437=16.476 с или 7200/1750=4.1147200/1750=4.114 с на сохранённый кадр.

KV всего визуального бюджета равен 252000⋅128252000\cdot128 KiB = 30.7617 GiB; полный контекст из 256 000 токенов — 256000⋅128256000\cdot128 KiB = 31.25 GiB. Эти значения относятся к позициям после процессора и объединения, а не к числу исходных пикселей.

Для конкретных индексов с обоими концами ряда средние промежутки равны 16.5115 и 4.1161 с. Режим 437 кадров занимает 251 712 визуальных позиций, то есть 30.7266 GiB, а не весь визуальный резерв.

У4 [проект]

Сравните два открытых VLM на 30 примерах DocVQA или ChartQA. Зафиксируйте фактическое число визуальных токенов, время энкодера, prefill, память и качество. Общий размер исходного изображения не обеспечивает равных затрат. Если процессоры позволяют, дополнительно сравните режимы с близким числом визуальных позиций. Если этот бюджет нельзя менять независимо, укажите ограничение и измеренные различия вместо объявления сравнения равноценным.

Демо и критерии проекта

Демо к этому проектному упражнению: русскоязычный проектный ноутбук модуля 16, раздел «Демо 1». Он показывает компактный воспроизводимый пример на малых данных, а не готовое решение полномасштабного проекта.

У5 [проект]

Постройте безопасный прототип мультимодального маршрутизатора: изображение или аудио → классификация намерения → разрешённое действие. Используйте только имитации инструментов или изолированную среду и измерьте качество маршрутизации, задержку по стадиям и цену медиавхода.

Демо и критерии проекта

Демо к этому проектному упражнению: русскоязычный проектный ноутбук модуля 16, раздел «Демо 2». Он показывает компактный воспроизводимый пример на малых данных, а не готовое решение полномасштабного проекта.

У6. Единицы аудио

В сценарии §15 увеличьте длину сигнала с 96 000 до 96 001 отсчёта. Сколько получится акустических кадров и позиций после усреднения? Почему восемь кодовых книг не обязаны увеличивать длину контекста в восемь раз?

Показать ответ и решение

Решение. При начале окна каждые 160 отсчётов до конца сигнала получаем ⌈96001/160⌉=601\lceil96001/160\rceil=601 кадр, затем ⌈601/4⌉=151\lceil601/4\rceil=151 позицию. Последняя группа содержит один кадр, поэтому деление на четыре искусственно уменьшило бы его признаки. Книги задают разные коды одного временного кадра; их можно передавать в отдельные позиции, объединять или предсказывать дополнительным модулем. Схема декодера определяет окончательную длину.