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为什么需要RAG？

ChatGPT、GLM等生成式人工智能在文本生成、文本到图像生成等任务中表现出令人印象深刻的性能。但它们也存在固有局限性，包括产生幻觉、缺乏对生成文本的可解释性、专业领域知识理解差，以及对最新知识的了解有限。为了克服这些限制，提高模型的能力，有两种主要途径：一种是微调（Fine Tune）来更新模型，另一种是让他们能够与外部世界互动，以不同的形式和方式获取知识。

微调固然效果好，可以让模型真正的“学会”一些私域知识。但是微调也会带来几个问题：首先，由于生成模型依赖于内在知识（权重），因此模型还是无法摆脱幻觉的产生，在对理解门槛高且准确性要求严格的场景下，这就是完全无法接受的，因为用户很难从回答的表面看出模型是否是在胡说八道。其次，在真实场景中，每时每刻都在产生大量数据，对一个事物的概念会迭代的飞快，如某个政策的解读、某个指标的调整等。而模型微调并不是一个简单的工作，无论是从数据准备、算力资源、微调效果、训练时间等各个角度来看，随时用新产生的数据来进行微调都是不现实的，且最终微调的效果也无法保证，能够做到每月更新一次都已经是很理想的状态。

另一种解决方案，RAG（Retrieval Augmented Generation）为生成式模型提供了与外部世界互动提供了一个很有前景的解决方案。RAG的主要作用类似搜索引擎，找到用户提问最相关的知识或者是相关的对话历史，并结合原始提问（查询），创造信息丰富的prompt，指导模型生成准确输出。其本质上应用了情境学习（In-Context Learning）的原理。RAG（Retrieval Augmented Generation, 检索增强生成），即 LLM 在回答问题或生成文本时，先会从大量文档中检索出相关的信息，然后基于这些信息生成回答或文本，从而提高预测质量。RAG 方法使得开发者不必为每一个特定的任务重新训练整个大模型，只需要外挂上知识库，即可为模型提供额外的信息输入，提高其回答的准确性。RAG模型尤其适合知识密集型的任务。

总结下来，在 LLM 已经具备了较强能力的基础上，仍然需要 RAG ，主要有以下几点原因：

• 幻觉问题：LLM 文本生成的底层原理是基于概率的 token by token 的形式，因此会不可避免地产生“一本正经的胡说八道”的情况。
• 时效性问题：LLM 的规模越大，大模型训练的成本越高，周期也就越长。那么具有时效性的数据也就无法参与训练，所以也就无法直接回答时效性相关的问题，例如“帮我推荐几部热映的电影？”。
• 数据安全问题：通用的 LLM 没有企业内部数据和用户数据，那么企业想要在保证安全的前提下使用 LLM，最好的方式就是把数据全部放在本地，企业数据的业务计算全部在本地完成。而在线的大模型仅仅完成一个归纳的功能。

RAG架构

RAG的架构如图所示，RAG就是通过检索获取相关的知识并将其融入Prompt，让大模型能够参考相应的知识从而给出合理回答。因此，可以将RAG的核心理解为“检索+生成”，前者主要是利用向量数据库的高效存储和检索能力，召回目标知识；后者则是利用大模型和Prompt工程，将召回的知识合理利用，生成目标答案。

通俗点了解RAG

相比于仅依赖大型语言模型的生成，RAG技术可以从外部知识库中检索信息，避免了模型的幻觉问题，并提升了对实时性要求较高问题的处理能力。与传统的知识库问答系统相比，RAG技术更加灵活，可以处理非结构化的自然语言文本。

RAG并非旨在取代已有的知识库问答系统，而是作为一种补充，强调实时性和准确性，并且通过结合生成和检索机制来提升自然语言处理任务的效果。