英伟达出手！新型混合架构模型问世，两大创新实现53.6倍吞吐提速

机器之心报道

机器之心编辑部

又一个真正轻量、快速、强悍的大语言模型闪亮登场！

Transformer 架构对计算和内存的巨大需求使得大模型效率的提升成为一大难题。为应对这一挑战，研究者们投入了大量精力来设计更高效的 LM 架构。

与此同时，大量工作致力于构建混合模型，将全注意力和线性注意力相结合，以在准确性和效率之间取得平衡。虽然这些模型比全注意力架构具有更高的效率，但其准确性仍明显落后于 SOTA 全注意力模型。

近日，来自英伟达的研究者提出了一种新的混合架构语言模型新系列 ——Jet-Nemotron。其在达到 SOTA 全注意力模型精度的同时，还具备卓越的效率。

具体来说，2B 版本的 Jet-Nemotron 性能就能赶超 Qwen3、Qwen2.5、Gemma3 和 Llama3.2 等最 SOTA 开源全注意力语言模型，同时实现了显著的效率提升。在 H100 GPU 上，其生成吞吐量实现了高达 53.6 倍的加速（上下文长度为 256K，最大 batch size）。

此外，在 MMLU 和 MMLU-Pro 基准上，Jet-Nemotron 的准确率也超过了近期一些先进的 MoE 全注意力模型（如 DeepSeek-V3-Small 和 Moonlight），尽管这些模型的参数规模更大。

• 论文标题：Jet-Nemotron: Efficient Language Model with Post Neural Architecture Search
• 论文地址：https://www.arxiv.org/pdf/2508.15884

下图将 Jet-Nemotron 与之前的高效大语言模型进行了对比。

值得注意的是，Jet-Nemotron-2B 在 MMLU-Pro 上的准确率高于 Qwen3-1.7B-Base，并且在 64K 上下文长度下，在英伟达 H100 GPU 上的生成吞吐量是后者的 47 倍。

Jet-Nemotron 建立在两项核心创新之上：

• 后神经架构搜索 (Post Neural Architecture Search，PostNAS)：一种高效的后训练架构探索与自适应 pipeline，可适用于任意预训练的 Transformer 模型。
• JetBlock：一种新型的线性注意力模块，其性能显著优于 Mamba2 等先前的设计。

英伟达研究科学家 Han Cai 以及 MIT 副教授韩松都各自在推特上「安利」了这项研究，其中韩松表示「一个轻量级且可以快速运行的大语言模型来了。」

PostNAS —— 后训练架构探索与自适应

与以往从零开始训练模型、以探索新架构的方法不同，PostNAS 的思路是：在已有的预训练 Transformer 模型上，灵活尝试不同的注意力（attention）模块设计。这样不仅大大降低了开发新型大语言模型架构的成本和风险，还提高了研究效率。

当然，在这一框架下设计出的新架构，如果直接从零训练，可能并不能达到最优结果。但研究者认为，它们依然非常有价值：

• 立即带来收益—— 如图 1 所示，这些架构能在现有全注意力模型的基础上，实现效率和精度的立刻提升，从而带来实际好处，例如服务质量改善和运维成本下降。
• 快速的创新试验场—— 如果一个新设计在该框架下表现不佳，那么它在完整的预训练过程中成功的可能性也极低。这个「过滤机制」帮助研究人员避免在无望的架构上浪费大量算力和资源。

PostNAS 首先确定全注意力层的最佳位置，然后再搜索更优的注意力模块设计。

同时，研究者提出了一种自动化方法，用来高效确定全注意力层的放置位置。整体方法如下图 4 所示。通过在预训练的全注意力模型中加入可选的线性注意力路径，研究者构建了一个 once-for-all 超网络。训练练过程中的每一步都随机采样一条激活路径，从而形成一个子网络，并使用特征蒸馏损失进行训练。

训练完成后，研究者采用束搜索来确定给定约束条件下（例如仅允许 2 层全注意力层）的最优放置方式。

搜索目标与任务相关：对于 MMLU，研究者选择在正确答案上损失最低的配置（即最大化−loss）；而对于数学与检索类任务，研究者则选择准确率最高的配置。如下图 5 (b) 所示，PostNAS 在精度上显著优于均匀放置策略。

在预训练的 Transformer 模型中，并非所有注意力层都具有同等贡献。PostNAS 揭示了其中最关键的注意力层。

PostNAS 精度提升分解。通过将 PostNAS 应用于基线模型，论文在所有基准测试上都取得了显著的精度提升。

此外，KV 缓存大小是影响长上下文和长文本生成吞吐量的最关键因素。PostNAS 的硬件感知搜索能够发掘这样的架构：在保持相似生成吞吐量的同时，拥有更多参数并取得更高精度。下表 2 为硬件感知架构搜索的详细结果。

JetBlock —— 具备SOTA 精度的全新线性注意力模块

借助 PostNAS，研究者提出了 JetBlock。这是一种新颖的线性注意力模块，可以将动态卷积与硬件感知的架构搜索相结合，从而增强线性注意力。

结果显示，在保持与现有设计相近训练与推理吞吐量的同时，JetBlock 在精度上实现了显著提升。在相同训练数据与训练方案情况下，下图对 Mamba2 Block 与 JetBlock 的各性能指标（包括通用知识、数学、常识和检索）进行了比较。

主要结果如下图所示：在全面的基准测试套件中，Jet-Nemotron-2B 和 Jet-Nemotron-4B 的精度能够媲美甚至超越领先的高效语言模型（例如 Qwen3），同时运行速度显著更快，它们分别比 Qwen3-1.7B-Base 快了 21 倍和 47 倍。

更多技术细节与实验结果请参阅原论文。

参考链接：https://hanlab.mit.edu/projects/jet-nemotron