RoPE 旋转位置编码与注意力星盘

相对位置平移不变性检验

观察所有指针同步旋转,但夹角 Δ = m − n 与注意力内积保持严格不变。

相对词元距离 Δ = m − n +7
多频叠加注意力内积核 0.4206
最高频通道波长 (k=0) 6.3 tokens
最低频通道波长 (k=5) 292 tokens

通道 0 · 极高频 (局部邻近)

θ=1.0000

通道 1 · 高频 (短语语法)

θ=0.4642

通道 2 · 中高频 (子句边界)

θ=0.2154

通道 3 · 中低频 (段落结构)

θ=0.1000

通道 4 · 低频 (跨段指代)

θ=0.0464

通道 5 · 极低频 (全局长程)

θ=0.0215

多频旋转叠加后的相对距离衰减包络 K(Δ) = (1/K) Σ cos(Δ · θ_k)

尽管每个复平面只是纯粹的周期余弦旋转,不同频率通道在 Δ=0 附近相干增强、远距离相位抵消,自然涌现出远程衰减特性。

Query (m·θk) Key (n·θk)
相对距离 |m − n| = 7 个词元

多尺度时间日晷与上下文窗口扩展

RoPE 将特征维度拆分为多组二维复平面,从高频(秒针,捕捉相邻词元语序)到低频(时针,捕捉长程篇章结构)。当直接把上下文窗口扩大 s 倍时,线性位置插值(PI)把所有指针转速除以 s,导致高频秒针变慢、相邻词元分辨力下降;而 NTK-Aware 基底缩放通过改变频率底数 b,让高频指针保持原有分辨精度,仅对低频长波长通道进行平滑拉伸。

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