T5架构是一种基于Transformer的编码器-解码器(Encoder-Decoder)模型,其核心思想是将所有自然语言处理任务统一转化为“文本到文本”(Text-to-Text)的生成格式进行训练和推理。
T5 由谷歌的 Raffel 等人于 2020年7月提出,相关论文为“Exploring the Limits of Transfer Learning with a Unified Text-to-Text Transformer”.

比如英德翻译,只需将训练数据集的输入部分前加上“translate English to German(给我从英语翻译成德语)” 就行。假设需要翻译"That is good",那么先转换成 “translate English to German:That is good.” 输入模型,之后就可以直接输出德语翻译 “Das ist gut.”。 对于需要输出连续值的 STS-B(文本语义相似度任务), 也是直接输出文本。
通过这样的方式就能将 NLP 任务都转换成 Text-to-Text 形式,也就可以用同样的模型,同样的损失函数,同样的训练过程,同样的解码过程来完成所有 NLP 任务。
1.1 T5模型架构
T5模型结构与原始的Transformer基本一致,除了做了以下几点改动:
- 作者采用了一种简化版的Layer Normalization,去除了Layer Norm 的bias;将Layer Norm放在残差连接外面。
- 位置编码:T5使用了一种简化版的相对位置编码,即每个位置编码都是一个标量,被加到 logits 上用于计算注意力权重。各层共享位置编码,但是在同一层内,不同的注意力头的位置编码都是独立学习的。一定数量的位置Embedding,每一个对应一个可能的 key-query 位置差。作者学习了32个Embedding,至多适用于长度为128的位置差,超过位置差的位置编码都使用相同的Embedding。
1.2 T5 训练过程
自监督预训练:采用类似于BERT模型的MLM预训练任务。
多任务预训练:除了使用大规模数据进行无监督预训练,T5模型还可以利用不同任务的标注数据进行有监督的多任务预训练,例如SQuAD问答和机器翻译等任务。
encoder-decoder模型总结
优点:T5模型可以处理多种NLP任务,并且可以通过微调来适应不同的应用场景,具有良好的可扩展性;相比其他语言生成模型(如GPT-2、GPT3等),T5模型的参数数量相对较少,训练速度更快,且可以在相对较小的数据集上进行训练
缺点:由于T5模型使用了大量的Transformer结构,在训练时需要大量的计算资源和时间