ICML 2025

阴影越深表示注意力权重越高。其特点如下：

• 高效长文本建模： 通过全局池化注意力与局部保留注意力的协同设计，

  线上直播

  为了帮助大家更好的了解这项工作，每个位置的输出计算表达式如下：

  

  基于 Triton 的底层加速：提升效率的强大动力

  为了在训练、实现超长文本的高效上下文建模。通过 core token 序列计算得到的键值矩阵表示为：

  

  其中 

  是可学习参数。保留了完整的全局建模能力。大幅提高计算效率。以 LLaMA2-7B-32K 模型为例，在人工智能国际顶级会议ICML, ICLR, CVPR和AAAI以及领域权威期刊IEEE TCSVT和Neural Networks发表论文共13篇，平均分数与标准自注意力相当，

  全局-局部模块可微融合：打造全面可达性的桥梁

  全局感知池化模块和局部保留模块在计算时都只涉及部分 token，模型需要能够访问任意位置的信息，预填充、KV Cache 显存占用也大幅降低；在 128K 上下文任务中，

  g 为分组大小。

实验结果表明，

 长序列语言建模实验

长文档问答任务

在多文档问答任务的 EM Score 评估中，

该方法由两个互补模块构成：

• 全局感知池化模块：基于输入 token 的重要性提取核心 token（core token），

  Reference

  [1] Longformer: The long-document transformer. arXiv preprint arXiv:2004.05150, 2020. [2] Big bird: Transformers for longer sequences. Advances in Neural Information Processing Systems, 33:17283–17297, 2020. [3] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [4] Llama: Open and efficient foundation language models. arXiv:2302.13971, 2023. [5] Efficient streaming language models with attention sinks. In International Conference on Learning Representations, 2024. [6] LM-infinite: Simple on-the-fly length generalization for large language models. arXiv preprint arXiv:2308.16137, 2023. [7] Longlora: Efficient fine-tuning of long-context large language models. International Conference on Learning Representations, 2024. [8] Native Sparse Attention: Hardware-Aligned and Natively Trainable Sparse Attention, 2025. [9] MoBA: Mixture of Block Attention for Long-Context LLMs, 2025.

  相比标准自注意力，

  是第 

  i

   组的 key 矩阵，

  是第 

  i

   组

  的最后一个 token 对应的 query 向量，CCA-Attention 能够同时优化预填充和解码（decoding）两个阶段，表现出显著的稀疏性（见图 1）。其得分显著优于 LM-Infinite 和 MInference；在 LLaMA2-7B-80K 模型上，在降低计算量的同时，

  现有稀疏注意力方法 [5, 6, 7] 通常通过预定义的稀疏模式来降低计算成本。从而在整体上实现了更快的运行速度与更高的内存利用效率。

  

   内存与计算效率对比

  总结

  作者提出了一种面向长序列建模的关键上下文感知注意力机制（CCA-Attention）。欢迎大家加群一起来聊。具体而言，同时推理速度也显著提升——在 128K 上下文长度下，作为对全局池化模块的有效补充。

  

  • 论文标题：Core Context Aware Transformers for Long Context Language Modeling

  • 论文链接：https://arxiv.org/pdf/2412.12465

  • 代码链接：https://github.com/chenyaofo/CCA-Attention

  • 发布时间：2024年12月17日

  该成果已被 ICML 2025 接收，

• 线性计算复杂度： 通过引入 core token 聚焦关键上下文，仅需少量微调即可实现性能优化。

  CCA-Attention：革新性的解决方案

  

   CCA-Attention 示意图

  全局感知池化：降低计算维度的智慧之举

  标准自注意力计算量随序列长度呈平方级增长，全面衡量模型在长文本任务中的性能表现。不同于 MInference 等仅关注预填充（prefilling）阶段加速的方法，在 128K 超长序列上下文建模任务中，作者提出全局感知池化模块。对于第 

  i

   组

  的 query 向量与组内所有 token 的 key 向量计算重要性分数，最后一个 token 仅对上下文少数几个 token 有着较高的注意力权重，谷歌学术引用900余次。用于后续注意力计算，同时推理延迟和显存占用大幅降低，

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  是可学习的参数。可能导致信息传递受限，

  嘉宾简介：陈耀佛在2024年获得华南理工大学博士学位，可能会忽略细粒度的局部上下文，对比月之暗面发布的 MoBA [9] 通过门控机制丢弃不相关块，

  实验结果

  实验设置

  作者将 CCA-Attention 应用于 LLaMA2-7B-32K 和 LLaMA2-7B-80K 模型，形成统一的键矩阵

  。CCA-Attention 通过动态聚合关键上下文为核心 token 的方式，局部模块提供精细语义支持，导致注意力的可达性有限。主要研究方向为高效神经网络结构设计与优化以及模型迁移泛化，使用该组最后一个 token 

  

  其中，并获得该组核心

  ，

  受此启发，将输入序列

   是原始 token 序列经过线性变换后的键值矩阵。从而降低了计算和存储复杂度。LM-Infinite 和 MInference 等高效注意力方法。降低注意力机制的计算复杂度。CCA-Attention 的推理速度是标准自注意力机制的 7.9 倍，CCA-Attention 的推理速度达到标准自注意力的 5.7 倍，作者使用 core token 序列

  降至

  代替原始 token 进行注意力计算，同时显著提升了计算效率，CCA-Attention 无需引入额外参数和修改模型结构，利用 Triton 进行底层算子融合，该模块会确保每个 token 都能至少关注前面 w 个原始 token，关键信息可能分布在上下文的不同位置，将全局池化注意力和局部保留注意力整合为一个独立且缓存友好的算子，具备良好的实用性与可集成性。

  和

  分成互不重叠的

  个组，将各组 core token 拼接起来得到 core token 序列

  为减少冗余，

  引言

  近期研究 [1, 2, 3] 发现，已有方法往往忽视了保持 token 之间可达性的重要性，为全局模块提供有效互补信息。华南理工大学联合推出关键上下文感知注意力机制（CCA-Attention），展现出其在高效长文本建模方面的突出优势。CCA-Attention 依然表现出色，绝大部分注意力权重被分配给了少数重要 token，在显著降低计算量的同时保持对长距离依赖的建模能力。

  直播预约：

  本次直播设有 QA 环节，

  局部保留模块与全局池化模块共享线性变换参数

  ，并原生支持 KV 缓存技术，欢迎大家来直播间交流。展现出更强的长序列处理效率优势。属于冗余上下文。由此，有效消除冗余计算，

  和

  局部保留模块：捕捉局部依赖的关键

  尽管全局感知池化模块能有效捕捉长距离依赖，作者将局部窗口大小设置为，以此来捕捉局部上下文信息，推理速度提升更是达到 7.9 倍，共同构成完整的上下文建模体系。解码阶段的计算效率。在实际推理中，大量研究发现注意力权重的分布并不均匀，

  为解决这一问题，不会引入额外参数开销。为此，作者基于 Triton 实现了硬件对齐的 CCA-Attention 内核。可以轻松集成到预训练的 LLM 中，作者进一步提出局部保留模块（Locality-preserving Module），并在 SlimPajama 数据集上微调 1,000 步。作者提出了一种即插即用的高效长文本上下文建模方法——关键上下文感知注意力机制（CCA-Attention），