发布时间:2025-05-09源自:融质(上海)科技有限公司作者:融质科技编辑部
大语言模型是用什么语言写的?技术底层的核心密码在这里
当你与ChatGPT流畅对话、用文心一言生成文案时,是否好奇过这些“智能大脑”的底层代码是用什么语言编写的?大语言模型(LLM)作为人工智能领域的“顶流”,其开发语言的选择不仅关系到模型训练效率,更直接影响着最终的智能表现。今天,我们就来揭开这层技术面纱,聊聊大语言模型背后的核心开发语言。
要理解大语言模型的开发语言,首先需要明确其技术特点——大语言模型本质是超大规模的神经网络,训练过程涉及海量数据处理、复杂矩阵运算和并行计算,对计算效率和资源利用率要求极高。开发语言的选择需满足两个核心需求:一是支持快速迭代的开发效率,二是支撑高性能计算的底层能力。这也解释了为何大语言模型的开发很少依赖单一语言,而是形成了“上层框架+底层优化”的多语言协同体系。
在大语言模型的开发中,Python绝对是最常被提及的语言。打开PyTorch、TensorFlow等主流深度学习框架的文档,你会发现90%以上的示例代码都是Python写成的。这背后的原因主要有三点:
其一,Python拥有丰富的机器学习生态。从数据预处理的Pandas、可视化的Matplotlib,到深度学习框架的PyTorch、Hugging Face Transformers,Python生态几乎覆盖了大语言模型开发的全流程。开发者无需重复造轮子,就能快速调用成熟工具完成数据清洗、模型搭建和效果验证。
其二,Python的代码可读性与灵活性极大降低了开发门槛。大语言模型的研发需要频繁调整模型结构(如改变注意力头数、隐藏层维度),而Python的动态类型系统和简洁语法,让研究人员能快速验证新想法。例如,用Python编写一个Transformer层的伪代码可能只需十几行,而用C++实现则需要数倍代码量。
其三,Python与底层高性能语言的无缝集成能力。虽然Python本身执行效率不高(相比C/C++慢50-100倍),但它通过C扩展、Cython等技术,能轻松调用底层用C/C++或CUDA编写的高性能模块。这就像给Python套上了“性能加速引擎”,既保留了开发便利性,又解决了计算瓶颈。
如果说Python是大语言模型的“前台操盘手”,那么C/C++和CUDA就是藏在幕后的“性能引擎”。
C/C++的优势在于极致的计算效率。大语言模型训练中,矩阵乘法、梯度计算等核心操作需要极高的运算速度,而C/C++凭借其接近机器语言的特性,能直接操作内存和寄存器,减少冗余计算。以PyTorch为例,其底层的自动微分(Autograd)模块、CUDA核函数调用,几乎全由C++实现。可以说,没有C++的高性能支撑,Python框架根本无法处理百亿甚至千亿参数的大模型。
而CUDA(Compute Unified Device Architecture)则是NVIDIA推出的并行计算平台,专门为GPU加速设计。大语言模型的训练高度依赖GPU的并行计算能力(尤其是矩阵运算),而CUDA提供了一套基于C语言的编程接口,允许开发者为GPU编写高效的并行计算核函数。例如,在训练GPT-3时,其注意力机制中的QKV矩阵相乘操作,就是通过CUDA核函数在GPU上并行完成的,效率比CPU计算提升了数百倍。
除了Python、C/C++和CUDA,近年来一些新兴语言也开始在大语言模型开发中崭露头角。例如,Rust凭借其“内存安全+高性能”的特性,被用于实现部分对安全性要求高的组件(如数据加载模块);而JAX(基于Python但融合了XLA编译器)则通过自动向量化和JIT编译,为模型训练提供了更灵活的加速方案。不过,这些语言目前更多是作为补充,尚未动摇Python和C/C++的核心地位。
回到最初的问题:“大语言模型是用什么语言写的?”答案并非单一语言,而是以Python为上层框架、C/C++和CUDA为底层引擎、其他语言为补充的协同体系。这种选择既满足了快速开发的需求,又通过底层优化支撑了超大规模模型的训练。
当我们惊叹于大语言模型的“智能”时,更应看到其背后是不同编程语言的“各司其职”——Python负责让开发更高效,C/C++和CUDA负责让计算更快速,共同编织出了这张连接人类与AI的“智能网络”。
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