2023 年是大型語言模型蓬勃發展的一年，在上半年有 Meta AI 推出的 LLaMA，下半年則有 LLaMA 2 與 Mistral AI 推出的 Mistral 及 Mistral 模型，而這些語言模型主要都是以Transformer 架構來開發的，直至 2023 年 12 月新架構 Mamba 的推出，被認為有機會可以取代現有的 Transformer 架構。
這篇文章將帶你認識何謂 Mamba 架構，以及它是否有機會成為未來的主流發開架構，以及其在 AI 產業中的潛在影響。
富果觀點
- Mamba 架構解決過去 Transformer 推論成本過高的痛點，可在相同表現水準下有效節省記憶體資源。
- 透過 SSM 的篩選機制兼顧模型的效率及有效性，可過濾數據品質並增強對序列處理的精準度。
- 判斷未來 3-5 年仍為大幅採購算力的時代，然預期未來 AI 領域的應用將隨 Mamba 的出現而加速進展，且能為企業有效地減少運算成本。
Mamba 擅長處理長序列問題，推論速度可較 Transformer 快五倍
自 Google 在 2017 年推出 Transformer 架構，過去六年裡 Transformer 一直在深度學習領域中佔據主導地位，但其缺點是隨著文字序列的增長，所需的記憶體和推論成本會成平方增長（即序列長度加倍，計算成本就增加四倍），導致它無法有效地處理太長的文本與高解析度的圖像。
而 Mamba 架構正是解決了此痛點，Mamba 是第一個可達到 Transformer 水準且屬於線性時間序列的模型（Linear-Time Sequence Model ），計算複雜度只會隨著輸入序列長度增加成線性增長而非指數型增長，除了可以在非常長的序列下進行高效建模，在相同資料量下，推論速度可比 Transformer 快五倍，可以較低成本達到與 Transformer 相同的表現水準。
對於長序列的處理，Transformer 和 Mamba 採用不同的方法：Transformer 選擇透過更複雜的注意力機制來處理長序列問題，而 Mamba 則是透過選擇性狀態空間（SSM, Selective State Space Model），這種架構可以以更少的算力，達到比 Transformer 架構更高的生成效果。因此，Mamba 透過 SSM 來處理序列，可實現更快的推理，並隨序列長度線性擴展達到更高的效能。 
Source：《Mamba: Linear-Time Sequence Modeling with Selective State Spaces》、富果研究部
