插即式脉冲算子:打破脉冲变换器中非线性瓶颈
机器学习
2026-05-21 v1 人工智能
摘要
ANN-to-SNN转换提供了一条实用且无需训练的脉冲大语言模型路径。然而,当前管道主要聚焦于脉冲驱动的Transformer线性代数运算,对于关键非线性算子支持有限。这一差距限制了与神经形态执行约束的兼容性,其中此类非线性通常需要除法、指数或范数计算,而标准leakily integrate-and-fire动力学学术上不自然支持。为解决此问题,我们提出了一个插即式框架,用于实现Transformer非线性算子的脉冲友好近似,并集成到现有ANN-to-SNN管道中。该方法将这些非线性计算分解为三个重复出现的基本原语——除法、指数和L2范数——通过LIF神经元群实现,结合轻量级位移缩放以避免浮点运算。通过将这些原语组合为模块化算子块,本框架支持常见的Transformer非线性(如Softmax、SiLU和归一化),无需任何微调。在多种LLM Transformer模型上进行的实验表明,针对性替换目标非线性算子在所有评估任务中均仅引发小于1%的准确率下降。
引用
@article{arxiv.2605.20289,
title = {Plug-and-Play Spiking Operators: Breaking the Nonlinearity Bottleneck in Spiking Transformers},
author = {Xinzhe Yuan and Xiang Peng and Bin Gu and Huan Xiong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.20289},
year = {2026}
}
备注
Accepted to ICML 2026. 9 pages main paper, 8 pages appendix, 6 figures, 5 tables. Correspondence to Bin Gu and Huan Xiong