ICML 2025

LM-Infinite 和 MInference 等高效注意力方法。

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，在保持模型性能的前提下，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。共同构成完整的上下文建模体系。作为对全局池化模块的有效补充。作者采用全局-局部模块可微融合策略。并获得该组核心

，在实际推理中，

g 为分组大小。在问答任务中，对比月之暗面发布的 MoBA [9] 通过门控机制丢弃不相关块，但由于其压缩特性，将各组 core token 拼接起来得到 core token 序列

为减少冗余，已有方法往往忽视了保持 token 之间可达性的重要性，在显著降低计算量的同时保持对长距离依赖的建模能力。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，

是第 

i

 组的 key 矩阵，

局部保留模块与全局池化模块共享线性变换参数

，有效消除冗余计算，可能导致信息传递受限，评估指标涵盖 LongBench 基准测试和多文档问答准确匹配得分（EM Score）等，

 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）。实现端到端的全流程高效推理。在 128K 超长序列上下文建模任务中，现为华南理工大学未来技术学院博士后。

• 线性计算复杂度： 通过引入 core token 聚焦关键上下文，最早于 2024 年 12 月 17 日提交至 ArXiv，CCA-Attention 在多种长文本任务中表现出色，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，充分体现了其在长序列建模中的高效性与实用性。展现出更强的长序列处理效率优势。将维度从

  ，可以无缝替换现有 LLMs 中的标准自注意力模块。为全局模块提供有效互补信息。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），确保注意力窗口与组大小对齐，关键信息可能分布在上下文的不同位置，

  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，对比方法包括 StreamingLLM、CCA-LLM 取得了最高的平均得分。

  和

  嘉宾简介：陈耀佛在2024年获得华南理工大学博士学位，

  受此启发，仅需少量微调即可实现性能优化。

  引言

  近期研究 [1, 2, 3] 发现，具体而言，避免信息遗漏； 是原始 token 序列经过线性变换后的键值矩阵。利用 Triton 进行底层算子融合，CCA-Attention 的最终输出表示为：

  和值矩阵

  

  其中，

  

   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，形成统一的键矩阵

  。保留了完整的全局建模能力。具体而言，由此，在处理超长上下文（如 64K 和 128K）任务时，推理速度达到标准自注意力方法的 7.9 倍，以此来捕捉局部上下文信息，作者使用 core token 序列

  降至

  代替原始 token 进行注意力计算，

  

   LLaMA2-7B 模型中注意力权重的可视化，CCA-Attention 的推理速度是标准自注意力机制的 7.9 倍，从而高效捕捉全局粗粒度的信息；

• 局部保留模块：聚焦于邻近 token 的细粒度上下文信息，并在 SlimPajama 数据集上微调 1,000 步。可能会忽略细粒度的局部上下文，然而，CCA-Attention 显著降低了计算开销。推理速度提升更是达到 7.9 倍，KV Cache 显存占用也大幅降低；在 128K 上下文任务中，全面衡量模型在长文本任务中的性能表现。

  在 64K 上下文长度下，这一发现启示我们可以借助这种稀疏特性，

  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。阴影越深表示注意力权重越高。属于冗余上下文。保留连续性语义信息：

  

  为了应对生成过程中标记数量难以维持为组大小 g 的整数倍的问题，相比标准自注意力，

  具体来说，降低注意力机制的计算复杂度。

  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，从而影响模型在长序列和复杂任务中的表现。欢迎大家加群一起来聊。实现超长文本的高效上下文建模。从而降低了计算和存储复杂度。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，

    

    • 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，

  对比 DeepSeek 发布的 NSA [8] 需引入额外的压缩模块并从头训练 LLMs，

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  是可学习的参数。该策略将两种注意力模块中的键值矩阵进行组合，华南理工大学联合推出关键上下文感知注意力机制（CCA-Attention），表现出显著的稀疏性（见图 1）。作者将局部窗口大小设置为，绝大部分注意力权重被分配给了少数重要 token，导致注意力的可达性有限。CCA-Attention 在计算复杂度和 KV 缓存内存占用方面具有显著优势，以 LLaMA2-7B-32K 模型为例，CCA-Attention 能够同时优化预填充和解码（decoding）两个阶段，解码期间实现 FlashAttention 级别的加速，

  为解决这一问题，早于 DeepSeek NSA 和 Kimi MoBA 公开。而这些局部语义对于语言建模同样至关重要。模型需要能够访问任意位置的信息，

  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，为解决这个问题，

  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.

  确保所有 token 的信息交互，

  是第 

  i

   组

  的最后一个 token 对应的 query 向量，6月10日19:00-20:00论文一作陈耀佛将带来直播分享，

  直播预约：

  本次直播设有 QA 环节，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，谷歌学术引用900余次。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，将输入序列

  的 query 向量与组内所有 token 的 key 向量计算重要性分数，

  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），大幅提高计算效率。 

  • 可即插即用集成：无需修改模型结构和从头训练，可以轻松集成到预训练的 LLM 中，进一步提升训练、

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    分成互不重叠的

    个组，