原理一:一次给出全部答案的并行采样

LLM 为何只能逐个 token 地写,并行生成有哪些公开路线;TypeSafe 对“并行采样器”说了什么、没说什么,“不会幻觉”又该怎么理解。

作者 David更新于 第 3 篇(共 8 篇)

考试有两种题:作文和选择题。作文只能一个字一个字往下写,后一句要接着前一句;选择题则不同,读完材料,你可以一口气把答题卡上的圆圈全部涂完——每道题的选项早就印在卷子上,你只是在里面挑。

今天的大语言模型(LLM)做什么都像在写作文,哪怕你只想让它做一道选择题。Jev 的思路是:既然答案只在几个选项里挑,那就按“涂答题卡”的方式来。TypeSafe 管这叫并行采样(parallel sampling),发布博客说它为此配了一个“追求极致效率的并行采样器”[1]。

这一篇分三步:先讲自回归为什么慢;再讲“并行输出”在公开研究里有哪几条路;最后对照 TypeSafe 公开了什么、没公开什么,以及“输出空间预先定义,所以不会幻觉”这句话的含义与边界。

自回归:为什么逐 token 生成慢

LLM 生成文本的方式叫自回归(autoregressive):每次只预测下一个 token(词元,模型处理文字的最小单位),把它接到已有内容后面,再预测下一个。写成公式:

p(y1,…,yT∣x)=∏t=1Tp(yt∣y1,…,yt−1, x)p(y_1,\dots,y_T \mid x)=\prod_{t=1}^{T} p\left(y_t \mid y_1,\dots,y_{t-1},\, x\right)

xx 是输入,y1y_1 到 yTy_T 是依次生成的 token。白话:整段输出的概率,等于每一步“在前文已经写定的条件下,下一个 token 是什么”的概率连乘。第 tt 步必须等第 t−1t-1 步写完才能开始。站内的为什么 GPT 可以预测下一个 Token 讲过这件事的来龙去脉。

这带来一个硬约束:生成 K 个 token,就要把模型串行地跑 K 遍 [2]。Google 的一篇推理工程论文把一次推理拆成两段 [3]:

  • 预填充(prefill):输入在开头就全部已知,所有输入 token 可以在一次前向计算里并行处理;
  • 解码(decode):输出只能一个一个地生成,每一步都是一次完整的前向计算,而且每一步都要把模型权重和 KV 缓存从显存搬到计算单元一遍。

这篇论文在 PaLM 540B 上把小批量解码做到每个 token 约 29 毫秒 [3]。照这个量级粗算,写 1000 个 token 就要约半分钟:要写的越多,串行的步数就越多。推理模型还要先写一大段“思考”,延迟更长。KV 缓存是什么,见站内的 KV Cache 是什么。

图表加载中…

让输出并行起来:公开研究里的四条路

路线一:非自回归生成

2017 年,Gu 等人提出非自回归翻译(Non-Autoregressive Translation):一次并行地输出整句译文,推理延迟降低一个数量级,代价是翻译质量(BLEU 分数)最少只掉约 2 分 [4]。难点被他们称为“多峰问题”(multimodality problem):英文 Thank you 可以译成德文 Danke.、Danke schön. 或 Vielen Dank.;如果每个位置的词各选各的,模型就可能拼出 Danke Dank. 这种四不像,因为“各位置相互独立”的分布表达不了“这几个词必须一起出现”[4]。

路线二:扩散语言模型

扩散模型原本用来生成图像。2021 年的 D3PM 把它推广到文字这类离散数据,其中一种“吸收态”(相当于把 token 换成遮罩)的做法,把扩散模型和遮罩式生成联系了起来 [5]。直觉上,它像“先打一张全是空格的草稿,再分几轮把空格成批填上”:每一轮都并行地填很多位置,总轮数远少于 token 数。

  • 2024 年的 MDLM 表明,简单的遮罩扩散比此前以为的强得多,在语言建模基准上逼近自回归模型的困惑度 [6]。
  • 2025 年的 LLaDA 从头训练了一个 80 亿参数的扩散语言模型,在上下文学习上与 LLaMA3 8B 相当 [7]。
  • 2025 年,Inception Labs 发布商用扩散模型 Mercury:据第三方机构 Artificial Analysis 的评测,其代码模型 Mini 与 Small 在 H100 上分别达到每秒 1109 与 737 个 token,平均比为速度优化过的前沿模型快最多 10 倍 [8]。

这条路仍然在生成自由文本,只是用更少的轮数写完。

路线三:投机解码

还有一种思路不改模型本身:先让一个小模型快速“猜”出几个 token,再让大模型一次性并行验证,猜对的直接收下。它能保证输出分布与原模型完全一致,论文在 T5-XXL 上报告提速 2 到 3 倍 [2]。站内见 Speculative Decoding。

路线四:答案本来就是有限集合,那就不用“生成”

如果答案只是事先给定的几个选项之一,根本不必逐字写出来:

  • 分类头:BERT 取序列开头 [CLS] 位置的向量,乘上一个 K×H 的矩阵再做 softmax,一次前向计算就得到 K 个标签上的分布 [9]。
  • 给候选打分:GPT-3 论文做选择题评测时,把每个选项接在题目后面,比较模型给各个选项的似然(按 token 数归一化),取最高的那个 [10]。选项是现成的,算它的似然只要把“题目加选项”整段送进模型做一次前向计算,和预填充一样可以并行 [3],不需要逐 token 生成;各个选项之间也互不依赖。
  • 共享的输入只算一次:多个候选共用同一段前缀时,前缀对应的 KV 缓存可以复用;vLLM 就支持在请求内部和请求之间共享 KV 缓存 [11]。站内见 Prefix Caching。

这条路绕开了路线一的多峰问题:每道题的答案是一个完整的选项,不存在“拼出四不像”的可能。代价同样清楚:模型只能在你给的选项里挑,写不出选项以外的东西。

以上四条是公开的一般方法。Jev 用的是其中一条、几条的组合,还是全新的东西,官方尚未公开。

TypeSafe 公开了多少

官方说过的

官方说法(译述)出处
为自动化重做了整套技术栈:新的模型架构、追求极致效率的并行采样器、新的训练方法 RLCD发布博客 [1]
采样方式是“并行”的:一次查询生成全部输出,效率极高且“硬件感知”(hardware-aware);LLM 则是一次生成一个 token 的“顺序”采样发布博客 [1]
并排演示里,Jev 并行输出全部概率,而不是逐 token 自回归生成发布博客 [1]
用并行计算取代顺序生成,一次请求回答多道结构化问题官网 FAQ [12]
状态只读入一次,所有问题在此基础上并行评估文档 [13]
每道题独立评估,互不影响;增加题目几乎不增加响应时间,也不会造成“上下文腐烂”(context rot,指无关内容越多、判断越差)文档 [14][15]
Score 的每一档是分开评估的,模型看不到档位编号,也看不到相邻的档位文档 [16]
一道 Choice 题最多 255 个选项;维基百科跳转演示遇到更多候选时分两阶段,先独立打分,再显式做一次选择,官方说这是演示偶尔变慢的原因文档 [17]、发布博客 [1]
不追求“同样输入必得同样输出”的确定性,而追求一致性:意思相近的输入给出相近的答案官网 FAQ [12]
Jev 既不小,也不是 LLM发布博客 FAQ [1]

还有两处值得注意的细节。第一,所谓“采样器”确实带随机性:官方的并行提问示例把 13 道题各重复 5 次,其中 11 道每次结果完全相同,另外 2 道有很小的波动(标准差约 0.005 到 0.008),官方称之为“采样噪声”[18]。同一个示例也给出了并行的收益:13 道题一次问完用时 0.27 秒、花费 0.000497 美元;拆成 13 次单独调用,时间累计 2.71 秒、花费 0.006090 美元,而且答案没有变化 [18]。第二,返回结果里仍然有 output_tokens 计数(例如一道三选一的 Choice 题记 34 个)[17],官方没有解释这些“输出 token”在并行采样里对应什么;按定价,这部分不收费 [13]。

官方没说的

  • 参数量、层数、是不是 Transformer、是否在某个开源模型基础上改造、训练算力与推理硬件:都没有公开。官网、发布博客和文档都没有用“Transformer”来描述 Jev 的架构。
  • “并行采样器”的具体算法:没有公开。
  • 上面那些行为描述(选项之间互不可见、题目之间互相独立、共享的状态只读一次)和路线四的一般做法有相通之处,但相通不等于相同。Jev 内部怎么实现,官方尚未公开。

二手说法互相打架

  • TechCrunch 称 Jev 是“基于 Transformer 的模型”,同时说 Almeida 对架构守口如瓶,外界有人怀疑它建立在某个开源权重 LLM 之上 [19]。
  • DataCamp 的解读则说,Jev 在架构上与 Transformer LLM 截然不同 [20]。
  • MindStudio 把它称为“非自回归”模型 [21]——这是外界的归纳,官方的用词是“并行采样”。

几种说法都没有给出官方出处,本专栏不替任何一方下结论。

速度数字的前提

官方的几组速度数字(见第 1 篇的表格)都是官方口径,待独立验证。结合上面的原理,读它们时要带上这几个前提:

  1. 比的是“做同一道判断题”的端到端时间。对手 LLM 往往要先推理,再把答案一个 token 一个 token 地写出来;在官方的工作流评测里,LLM 还要通过官方适配器把每个选项的概率也写出来,官方承认这比只给答案更慢、更贵 [1]。Jev 不写字,所以对手越爱“想”、要写的越多,倍数越大。发布博客在维基百科跳转游戏(Wikiracing)演示的注释里也承认:那里的对手用的是非推理模式,加速就小得多 [1]。
  2. 题目要是“System One 形状”的。40–200 倍的说法限定在这类查询、且智能水平相当的前提下 [1]。需要长推理的题,本来就不该交给 Jev(见上一篇)。
  3. 演示会挑对自己有利的输入。首页并排演示里 Jev 用时 0.114 秒,对手用时 8.566 秒 [12];据 The Register,对手是 OpenAI 的 GPT-5.6 Terra [22]。发布博客在介绍并排演示时说明:对手是默认推理档位的 GPT-5.6 Terra,输入是一段短而密的材料,官方自己承认这让 Jev 显得更有优势 [1]。
  4. 测量地点和网络也算在内。官方说他们的公开评测大多是在美国西海岸的笔记本电脑上跑的,服务目前也部署在那里 [1]。从别处调用,还要加上网络往返。
  5. 快不等于准。官方工作流评测以 GPT-6 Astra 与 Claude Fable 5.1 高推理档位的平均答案作参照 [23];从官方图表上读,Jev 的准确率(与参照答案一致的比例)约 68%,处在成本最低的一端,但不是最高的那个点(约 74%)[1]。

“输出空间预先定义,所以不会幻觉”

这句话在说什么

官方口径是:Jev“不会幻觉”,也不会犯类型错误;博客说后者“在数学上不可能”,图表里 Jev 的 0% 不是实测出来的,而是由构造保证的 [1]。前提是:所有可能的答案都由你事先定义,模型只在这些选项上分配概率,不会返回选项之外的值 [15]。

作为对比,官方图表里 LLM 的结构化输出错误率从 0.58% 到 45.5% 不等,工具调用错误率从 0.67% 到 17.0% 不等;这些 LLM 数字来自 OpenRouter 的线上数据,官方自己也承认有偏差,因为更复杂的请求可能被路由到了更强的模型 [1]。

边界在哪里

  1. 不会编造选项,但会选错。官网 FAQ 写得很直白:Jev 保证的是答案的形状,不保证每个决定都对;给它一份类别清单,它发明不出清单以外的类别,但可能挑错 [12]。学术界通常把幻觉定义为“无意义或与给定来源不一致的生成内容”[24],或“看似合理却不符合事实的内容”[25]——按这个意义,挑错一个选项和幻觉是同一类错误,只是被限制在了选项之内。
  2. 正确答案不在选项里时,它也只能在选项里挑。所以官方建议在清单可能不全时加一个 other 或“以上都不是”选项 [17]。
  3. 类型安全不是独门绝技。约束解码同样能让 LLM 的输出严格符合 JSON Schema [26][27]。Jev 的差别在于不逐字生成、直接给出概率,而不在于“能保证格式”本身(详见上一篇)。
  4. 题目之间的概率不保证自洽。题目彼此独立评估的代价,是跨题目的逻辑关系没人负责。官方举过例子:对同一张工单分别问“客户是在要求退款吗”和“客户是在要求退款以外的东西吗”,两道是非题的概率是 0.72 和 0.47,加起来 1.19 [28]。这和路线一的多峰问题是一个道理,只是从“词与词之间”挪到了“题与题之间”(这是本专栏的类比)。
  5. 会被材料带偏。官方承认,如果状态里混进了刻意操纵的内容,比如注入的指令、误导性的框架、替自己的分类辩护的文字,答案可能被带偏 [28]。

媒体也有冷静的声音。The Register 认为,拿“零幻觉”和 LLM 比并不公平,因为 Jev 的输出本来就不是自然语言,而带概率的结构化输出并不排除出错 [22]。开源模型框架 Pi 背后的公司 Earendil 的 CTO Armin Ronacher 对 TechCrunch 说,这在某种程度上是把“幻觉问题”交给了用户:50% 的结果就当抛硬币,95% 才拿来用 [19]。

既然最终要靠概率来做决定,那这些概率可信吗?下一篇讲 Jev 的训练方法 RLCD 和“校准”。👉 原理二:RLCD 与概率校准

参考文献

  • [1] Diogo Almeida(TypeSafe AI). “Introducing System One Models & Jev.” 2026-09-15. typesafe.ai/blog —— 并行采样器、对比表里的“顺序与并行”、并排演示及其注释、维基百科跳转演示的两阶段做法与注释、速度口径与测量条件、LLM 经官方适配器写出概率、幻觉与类型错误图表及注释、工作流评测图。
  • [2] Yaniv Leviathan, Matan Kalman, Yossi Matias. “Fast Inference from Transformers via Speculative Decoding.” 2022-11. arXiv:2211.17192 —— 生成 K 个 token 需要串行运行 K 次;投机解码提速 2 到 3 倍且输出不变。
  • [3] Reiner Pope 等. “Efficiently Scaling Transformer Inference.” 2022-11. arXiv:2211.05102 —— 预填充与解码两阶段、每步都要从显存搬运权重与 KV 缓存、PaLM 540B 每 token 约 29 毫秒。
  • [4] Jiatao Gu 等. “Non-Autoregressive Neural Machine Translation.” 2017-11. arXiv:1711.02281 —— 并行输出、延迟降低一个数量级、最少约 2 BLEU 的代价、多峰问题与 Danke 的例子。
  • [5] Jacob Austin 等. “Structured Denoising Diffusion Models in Discrete State-Spaces.” 2021-07. arXiv:2107.03006 —— D3PM,吸收态把扩散与遮罩式生成联系起来。
  • [6] Subham Sekhar Sahoo 等. “Simple and Effective Masked Diffusion Language Models.” 2024-06. arXiv:2406.07524 —— MDLM,逼近自回归模型的困惑度。
  • [7] Shen Nie 等. “Large Language Diffusion Models.” 2025-02. arXiv:2502.09992 —— LLaDA 8B 与 LLaMA3 8B 相当。
  • [8] Inception Labs 等. “Mercury: Ultra-Fast Language Models Based on Diffusion.” 2025-06. arXiv:2506.17298 —— 商用扩散模型的吞吐量与“最多快 10 倍”(据 Artificial Analysis 的评测)。
  • [9] Jacob Devlin 等. “BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding.” 2018-10. arXiv:1810.04805 —— [CLS] 表示加分类层。
  • [10] Tom B. Brown 等. “Language Models are Few-Shot Learners.” 2020-05. arXiv:2005.14165 —— 选择题评测时比较各选项的似然。
  • [11] Woosuk Kwon 等. “Efficient Memory Management for Large Language Model Serving with PagedAttention.” 2023-09. arXiv:2309.06180 —— vLLM 在请求内与请求间共享 KV 缓存。
  • [12] TypeSafe AI. 官网首页(含 FAQ). typesafe.ai —— “用并行计算取代顺序生成”、确定性与一致性、“保证形状不保证正确”、并排演示的耗时与花费。
  • [13] TypeSafe AI. “Models.” 官方文档. docs.typesafe.ai —— 状态只读入一次、所有问题并行评估;按输入 token 计费、输出免费。
  • [14] TypeSafe AI. “Introduction.” 官方文档. docs.typesafe.ai —— 所有问题并行、隔离地评估,增加问题几乎不增加响应时间,不会造成上下文腐烂。
  • [15] TypeSafe AI. “Primitives (Questions).” 官方文档. docs.typesafe.ai —— 每道题独立评估;答案只会落在你提供的选项里。
  • [16] TypeSafe AI. “Score.” 官方文档. docs.typesafe.ai —— 每一档分开评估,模型看不到档位编号与相邻档位。
  • [17] TypeSafe AI. “Choice.” 官方文档. docs.typesafe.ai —— 最多 255 个选项、建议加 other 选项、响应里的 output_tokens 示例。
  • [18] TypeSafe AI. “Parallel questions.” 官方文档 cookbook. docs.typesafe.ai —— 13 道题重复 5 次的波动、合并调用与单独调用的耗时与花费。
  • [19] Tim Fernholz. “A new kind of AI model from a ChatGPT inventor is thrilling developers.” TechCrunch, 2026-09-18. techcrunch.com —— 二手来源:“基于 Transformer”、架构保密、外界怀疑基于开源权重 LLM、Armin Ronacher 的评论。
  • [20] Matt Crabtree. “Jev: TypeSafe's System One Model Explained.” DataCamp, 2026-09-16. datacamp.com —— 二手来源:称 Jev 在架构上与 Transformer LLM 截然不同。
  • [21] Luis Chavez-Mattos(编辑). “Jev Explained: Typesafe AI's Non-Autoregressive System-1 Model.” MindStudio, 2026-09-18. mindstudio.ai —— 二手来源:“非自回归”的说法。
  • [22] Thomas Claburn. “TypeSafe AI debuts model for machines that plays Doom.” The Register, 2026-09-16. theregister.com —— 二手来源:并排演示的对手是 GPT-5.6 Terra、对“零幻觉”说法的质疑。
  • [23] TypeSafe AI. “Workflow evals.” 官方评测站. evals.typesafe.ai —— 参照答案取 GPT-6 Astra 与 Claude Fable 5.1 高推理档位的平均,其他模型用默认推理档位。
  • [24] Ziwei Ji 等. “Survey of Hallucination in Natural Language Generation.” 2022-02. arXiv:2202.03629 —— 幻觉的常用定义。
  • [25] Lei Huang 等. “A Survey on Hallucination in Large Language Models.” 2023-11. arXiv:2311.05232 —— “看似合理却不符合事实”的定义。
  • [26] OpenAI. “Structured model outputs.” OpenAI API 文档. developers.openai.com —— 结构化输出保证符合 JSON Schema。
  • [27] Brandon T. Willard, Rémi Louf. “Efficient Guided Generation for Large Language Models.” 2023-07. arXiv:2307.09702 —— 用有限状态机约束生成。
  • [28] TypeSafe AI. “Jev 1.13 jaggedness.” 官方文档,2026-09-17 复核. docs.typesafe.ai —— 退款与“退款以外”两题概率之和 1.19、对抗性内容会带偏答案。

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