數(shù)據(jù)提取場(chǎng)景下不同LLM模型對(duì)比分析
在數(shù)字化時(shí)代,數(shù)據(jù)作為核心資產(chǎn),其高效處理與利用成為企業(yè)和組織發(fā)展的關(guān)鍵。然而,大量數(shù)據(jù)以非結(jié)構(gòu)化文本、傳統(tǒng)文檔等形式存在,導(dǎo)致數(shù)據(jù)提取面臨巨大挑戰(zhàn)。人工智能,尤其是大語(yǔ)言模型(LLMs)的爆發(fā)式發(fā)展,為大規(guī)模自動(dòng)化數(shù)據(jù)提取提供了新的可能。它不僅能夠處理海量文檔,還能應(yīng)對(duì)多種格式的數(shù)據(jù),無(wú)需預(yù)先針對(duì)所有可能的格式進(jìn)行開(kāi)發(fā),極大地提升了數(shù)據(jù)處理的效率和靈活性。
但在實(shí)際應(yīng)用中,并非所有LLM模型都能達(dá)到預(yù)期效果。不同模型在性能、適用場(chǎng)景等方面存在顯著差異。本文將圍繞數(shù)據(jù)提取這一具體場(chǎng)景,深入探討不同LLM模型的表現(xiàn),分析影響模型性能的因素,并結(jié)合實(shí)際測(cè)試案例,為讀者呈現(xiàn)一幅全面的LLM模型對(duì)比圖景,旨在為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供參考。
一、LLM模型發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
(一)模型迭代速度與多樣性
當(dāng)前,LLM領(lǐng)域呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì),模型更新?lián)Q代速度極快。以GPT系列為例,其主要版本每年發(fā)布多次, minor版本更是每?jī)芍茏笥揖陀懈隆Ec此同時(shí),開(kāi)源社區(qū)如HuggingFace、LlamaHub等也在不斷推動(dòng)模型的進(jìn)化,涌現(xiàn)出大量不同類型、不同規(guī)模的模型。這種快速發(fā)展的局面,為數(shù)據(jù)提取任務(wù)提供了豐富的模型選擇,但也帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。
開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)若采用簡(jiǎn)單粗暴的方式,選擇運(yùn)行最大、最強(qiáng)大的模型,期望借此獲得最佳結(jié)果,往往會(huì)發(fā)現(xiàn)事與愿違。同樣,花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)模型進(jìn)行微調(diào)或優(yōu)化提示詞,雖然可能在一定程度上提升性能,但面對(duì)如此快速的模型迭代,這種方式難以持續(xù),團(tuán)隊(duì)可能會(huì)陷入不斷更新代碼的困境,否則就有被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手超越的風(fēng)險(xiǎn)。
(二)軟件架構(gòu)的新挑戰(zhàn)
在傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中,UI開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了從將模型、視圖、控件等混合編碼到分層抽象的過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)了更好的可維護(hù)性和擴(kuò)展性。而在AI編碼領(lǐng)域,目前的狀況類似于早期的UI開(kāi)發(fā)。像LlamaIndex、LangChain等框架雖然具有一定的模型無(wú)關(guān)性,但開(kāi)發(fā)人員仍然需要將模型和提示詞嵌入到代碼中,缺乏清晰的分層結(jié)構(gòu)。
DSPy等框架試圖通過(guò)模塊化方法,將業(yè)務(wù)邏輯、提示詞和AI代理分離,以應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。然而,盡管LLMs為數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化打開(kāi)了新的大門(mén),但也催生了一種新型的軟件架構(gòu)。在這種架構(gòu)下,如何確保當(dāng)前構(gòu)建的系統(tǒng)在一年后仍能保持更新,目前還缺乏成熟的理解和方法。這意味著開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要探索新的架構(gòu)模式,以適應(yīng)LLM模型快速變化的特點(diǎn)。
二、數(shù)據(jù)提取場(chǎng)景下的模型對(duì)比測(cè)試設(shè)計(jì)
(一)測(cè)試目標(biāo)與場(chǎng)景
為了真實(shí)評(píng)估LLM模型在數(shù)據(jù)提取任務(wù)中的性能,本次測(cè)試選擇了一個(gè)具有代表性的場(chǎng)景:讀取簡(jiǎn)歷并回答關(guān)于候選人的問(wèn)題,同時(shí)以明確的格式返回答案。這一場(chǎng)景要求模型具備多方面的能力,包括理解人類設(shè)計(jì)的文檔結(jié)構(gòu)、把握文檔的語(yǔ)義內(nèi)容、能夠根據(jù)從簡(jiǎn)歷中“讀取”的信息回答特定問(wèn)題,以及構(gòu)建符合嚴(yán)格模式的輸出。通過(guò)這一測(cè)試,可以全面考察模型在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。
(二)測(cè)試框架與工具
本次測(cè)試采用LlamaIndex作為調(diào)用模型的框架,利用Ollama在本地運(yùn)行模型,確保測(cè)試環(huán)境的可控性和穩(wěn)定性。同時(shí),使用Pydantic定義輸出格式,明確數(shù)據(jù)提取的結(jié)構(gòu)和要求,便于對(duì)模型的輸出進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估。
(三)模型組合與測(cè)試方法
測(cè)試中選取了3種嵌入模型和13種LLM模型進(jìn)行組合測(cè)試。由于語(yǔ)言系統(tǒng)具有統(tǒng)計(jì)特性,模型結(jié)果會(huì)存在波動(dòng),因此每種嵌入模型和LLM模型的組合運(yùn)行10次,通過(guò)計(jì)算平均值和總分來(lái)衡量模型的準(zhǔn)確性和一致性。
在評(píng)分方面,制定了明確的規(guī)則:當(dāng)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確從簡(jiǎn)歷中提取信息時(shí)加分;若無(wú)法提取姓名等必填信息,或錯(cuò)誤提取技能、將雇主誤判為職位等情況,則進(jìn)行扣分;如果LLM生成的輸出無(wú)法映射到Pydantic模式,導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)程序驗(yàn)證,則視為失敗。這種評(píng)分方式能夠全面、客觀地反映模型的性能。
(四)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了使測(cè)試結(jié)果具有結(jié)構(gòu)化,同時(shí)又不過(guò)于僵化,定義了ResumeData和WorkExperience等Pydantic模型。這些模型允許大多數(shù)字段為null,或接受字符串列表或字典等開(kāi)放結(jié)構(gòu),給予LLMs足夠的靈活性。在實(shí)際處理中,即使許多LLMs返回格式不佳的JSON,也會(huì)先檢查常見(jiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正,然后再進(jìn)行解析。此外,模型中包含至少一個(gè)嵌套字段,以模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),更真實(shí)地測(cè)試模型的處理能力。
三、測(cè)試結(jié)果與分析
(一)整體表現(xiàn)與嵌入模型的影響
從整體測(cè)試結(jié)果來(lái)看,大多數(shù)模型在使用BAAI/bge-base-en-v1.5嵌入數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)更佳。該嵌入模型不僅帶來(lái)了最佳的平均得分和總分,還使失敗次數(shù)最少。這表明嵌入模型在擴(kuò)展LLM知識(shí)方面起著至關(guān)重要的作用,其性能直接影響LLM在數(shù)據(jù)提取任務(wù)中的表現(xiàn)。不同的嵌入模型與LLM模型之間的交互存在差異,選擇合適的嵌入模型是提升整體性能的關(guān)鍵因素之一。
(二)小模型的逆襲:Qwen3與Gemma3
在測(cè)試中,令人意外的是,具有40億參數(shù)的Qwen3和Gemma3模型,其表現(xiàn)竟然超過(guò)了擁有706億參數(shù)的Llama3.3模型。這兩個(gè)模型是從更大的模型中提煉而來(lái),并且具備混合語(yǔ)言和推理模式。這種模式使它們能夠分析提示詞,制定回答策略,并檢查結(jié)果,從而在更復(fù)雜的推理和提取任務(wù)中表現(xiàn)出色。
進(jìn)一步對(duì)Qwen系列模型進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn),在本次挑戰(zhàn)中,參數(shù)規(guī)模存在一個(gè)拐點(diǎn),即40億參數(shù)。小于40億參數(shù)的模型表現(xiàn)較差,而超過(guò)40億參數(shù)的模型雖然運(yùn)行速度變慢,但結(jié)果并未得到改善。這一發(fā)現(xiàn)打破了“模型越大,性能越好”的固有觀念,表明在特定任務(wù)中,模型的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)比單純的參數(shù)規(guī)模更為重要。
(三)模型間交互的復(fù)雜性
Gemma3與BAAI/bge-base-en-v1.5嵌入模型搭配時(shí),是得分最高的組合之一。然而,當(dāng)將嵌入模型切換為nomic-embed-text時(shí),Gemma3甚至無(wú)法生成合法的JSON結(jié)果。這一現(xiàn)象揭示了即使在簡(jiǎn)單的RAG設(shè)置中,模型之間的交互也可能產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。不同模型對(duì)不同的嵌入方式敏感,這種復(fù)雜性使得在實(shí)際應(yīng)用中,僅僅優(yōu)化單個(gè)模型是不夠的,還需要充分考慮模型之間的兼容性和協(xié)同效應(yīng)。
四、影響LLM模型性能的關(guān)鍵因素
(一)嵌入模型的選擇
嵌入模型負(fù)責(zé)將人類文本轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)LM能夠處理的向量形式,其質(zhì)量直接影響LLM對(duì)新信息的理解和利用。一個(gè)優(yōu)秀的嵌入模型能夠準(zhǔn)確捕捉文本的語(yǔ)義特征,使LLM能夠更有效地檢索和利用相關(guān)信息。在數(shù)據(jù)提取任務(wù)中,合適的嵌入模型可以提高信息檢索的準(zhǔn)確性和效率,從而提升整體性能。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)具體的任務(wù)需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn),精心選擇嵌入模型。
(二)模型參數(shù)規(guī)模與結(jié)構(gòu)
雖然傳統(tǒng)觀念認(rèn)為模型參數(shù)規(guī)模越大,性能越好,但本次測(cè)試表明,在特定任務(wù)中,參數(shù)規(guī)模并非唯一的決定因素。Qwen3和Gemma3等小模型通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如混合語(yǔ)言和推理模式,能夠在復(fù)雜任務(wù)中超越大模型。這說(shuō)明模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),如是否具備分析提示、策略制定和結(jié)果檢查等功能,對(duì)性能有著重要影響。在選擇模型時(shí),需要綜合考慮參數(shù)規(guī)模和模型結(jié)構(gòu),根據(jù)任務(wù)的復(fù)雜度和需求,選擇最適合的模型。
(三)模型間的協(xié)同效應(yīng)
模型之間的交互是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,不同模型的組合可能產(chǎn)生不同的效果。在RAG架構(gòu)中,LLM和嵌入模型之間的協(xié)同工作至關(guān)重要。本次測(cè)試中Gemma3在不同嵌入模型下的表現(xiàn)差異,充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,需要對(duì)模型組合進(jìn)行充分的測(cè)試和優(yōu)化,以發(fā)現(xiàn)最佳的協(xié)同方式。此外,隨著代理系統(tǒng)的發(fā)展,未來(lái)的系統(tǒng)可能包含多個(gè)AI和模型,它們之間的交互將更加復(fù)雜,因此如何實(shí)現(xiàn)模型間的良好協(xié)同,是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
五、對(duì)軟件架構(gòu)的啟示
(一)傳統(tǒng)模塊化模式的局限性
在傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)中,模塊化模式通過(guò)將問(wèn)題分解為簡(jiǎn)單、獨(dú)立的組件,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性和安全性。然而,在基于代理的系統(tǒng)中,復(fù)雜性從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)移到了黑箱AI模型中。傳統(tǒng)的模塊化模式難以適應(yīng)這種新的復(fù)雜性,因?yàn)锳I模型的內(nèi)部工作機(jī)制難以理解和預(yù)測(cè),模型之間的交互也存在不確定性。
(二)新架構(gòu)模式的探索
面對(duì)LLM模型帶來(lái)的新挑戰(zhàn),軟件架構(gòu)需要發(fā)展新的模式和方法。未來(lái)的架構(gòu)將更少地關(guān)注數(shù)據(jù)交換和格式設(shè)計(jì),而更多地關(guān)注AI交互點(diǎn),這些交互點(diǎn)將成為新的API。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要探索如何管理多個(gè)模型和AI代理之間的交互,確保系統(tǒng)的可靠性和安全性。
在構(gòu)建基于LLM的系統(tǒng)時(shí),可以借鑒傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)中的分層思想,將業(yè)務(wù)邏輯、模型管理、提示詞優(yōu)化等模塊分離,提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。同時(shí),需要建立有效的模型評(píng)估和監(jiān)控機(jī)制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)模型性能的變化,并進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。此外,還需要研究如何實(shí)現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)替換和升級(jí),以適應(yīng)快速發(fā)展的LLM技術(shù)。
六、結(jié)論與展望
(一)結(jié)論總結(jié)
本次對(duì)比測(cè)試深入探討了不同LLM模型在數(shù)據(jù)提取任務(wù)中的表現(xiàn),得出了以下重要結(jié)論:
- 嵌入模型對(duì)LLM的性能有著顯著影響,選擇合適的嵌入模型是提升數(shù)據(jù)提取效果的關(guān)鍵。
- 模型參數(shù)規(guī)模并非決定性能的唯一因素,小模型通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能夠在特定任務(wù)中超越大模型。
- 模型之間的交互復(fù)雜且難以預(yù)測(cè),即使在簡(jiǎn)單的架構(gòu)中,不同模型組合也可能產(chǎn)生巨大的性能差異。
- 基于代理的系統(tǒng)帶來(lái)了新的軟件架構(gòu)挑戰(zhàn),傳統(tǒng)模塊化模式需要更新,以適應(yīng)AI模型的動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性。
(二)未來(lái)研究方向
隨著LLM技術(shù)的不斷發(fā)展,未來(lái)在數(shù)據(jù)提取領(lǐng)域還有許多值得研究的方向:
- 進(jìn)一步探索模型組合的優(yōu)化方法,研究如何通過(guò)自動(dòng)調(diào)優(yōu)技術(shù),快速找到最佳的LLM和嵌入模型組合。
- 開(kāi)發(fā)更高效的模型評(píng)估指標(biāo),不僅關(guān)注準(zhǔn)確性,還應(yīng)考慮模型的運(yùn)行效率、可解釋性等因素。
- 研究如何將領(lǐng)域知識(shí)融入LLM模型,提高模型在特定行業(yè)數(shù)據(jù)提取任務(wù)中的性能。
- 探索新型的軟件架構(gòu)模式,如基于微服務(wù)的AI代理架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)管理。
(三)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的建議
對(duì)于企業(yè)和組織在實(shí)際應(yīng)用中選擇和使用LLM模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取,提出以下建議:
- 不要盲目追求大模型,應(yīng)根據(jù)具體的任務(wù)需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn),選擇合適規(guī)模和結(jié)構(gòu)的模型。
- 重視嵌入模型的選擇和優(yōu)化,通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較不同嵌入模型的效果,找到與LLM模型最匹配的組合。
- 建立模型測(cè)試和驗(yàn)證機(jī)制,在部署模型之前,進(jìn)行充分的測(cè)試,評(píng)估模型在實(shí)際數(shù)據(jù)中的表現(xiàn)。
- 關(guān)注軟件架構(gòu)的適應(yīng)性,采用模塊化、分層的設(shè)計(jì)思想,便于模型的更新和維護(hù)。
LLM模型為數(shù)據(jù)提取帶來(lái)了革命性的機(jī)遇,但同時(shí)也帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。通過(guò)深入的對(duì)比分析和持續(xù)的研究探索,我們能夠更好地利用LLM技術(shù),提升數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量,為數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展提供有力支持。
code:https://github.com/lucasmcgregor/medium__llm_comparison