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AI Atlas

Paper #06 · Eficiencia e ingeniería

Switch Transformers: Scaling to Trillion Parameter Models with Simple and Efficient Sparsity

Switch Transformers: escalar a billones de parámetros con dispersión simple y eficiente

Autores:
Fedus, Zoph y Shazeer
Institución:
Google Research
Año:
2021 · arXiv:2101.03961

En pocas palabras

En lugar de usar la misma red para cada token, el Switch Transformer tiene muchas redes «expertas» y un router que envía cada token a una sola de ellas. El modelo puede tener un billón de parámetros pero gastar por token el cómputo de uno mucho más pequeño.

Por qué importa hoy: Una de las rutas fundamentales hacia Mixture-of-Experts: muchísimos parámetros sin activarlos todos en cada token.

El problema

Los modelos densos usan todos sus parámetros para cada entrada, así que más capacidad significa proporcionalmente más cómputo. Mixture-of-Experts prometía romper esa relación, pero era complejo, inestable y costoso en comunicación entre máquinas.

Ideas clave

  1. Un solo experto por token

    Los trabajos previos enviaban cada token a los dos mejores expertos o más. Switch simplifica: el router elige solo uno (top-1). Menos cómputo, menos comunicación y una implementación más sencilla.

  2. Balance de carga

    Si el router manda casi todo a unos pocos expertos, los demás quedan ociosos y los populares se saturan. Una pérdida auxiliar penaliza la distribución desigual, y una «capacidad» máxima por experto limita cuántos tokens recibe cada uno.

  3. Estabilidad en baja precisión

    Calcular el router en float32 mientras el resto usa bfloat16, inicializar con valores más pequeños y regularizar a los expertos permitió por primera vez entrenar modelos dispersos grandes en baja precisión.

Resultados

  • Hasta 7 veces más rápido en preentrenamiento que T5-Base con los mismos recursos de cómputo.
  • Mejoras sobre mT5-Base en los 101 idiomas evaluados.
  • Modelos de hasta 1.6 billones de parámetros, con aceleración de 4 veces frente a T5-XXL.

Legado

Mixture-of-Experts es hoy la arquitectura dominante en los modelos de frontera: Mixtral, DeepSeek-V3, Qwen-MoE y, según se reporta, varios modelos cerrados. El dilema entre parámetros totales y parámetros activos que se discute hoy nace aquí.

Conceptos para leerlo

Explicación original en español elaborada por AI Atlas; no es una traducción del paper. El texto completo pertenece a sus autores.