這堂課把大型語言模型拆成三層：分詞把文字變成 token 編號，鏈式法則把整段文字的機率拆成一連串「下一個 token」的條件機率，訓練就是把每個位置的交叉熵加起來。後半堂打開 Transformer：query 與 key 的內積過 softmax 得到權重，對 value 做加權平均，再用 causal mask 擋住未來位置；單層 attention 的計算量隨序列長度 T 的平方成長。
面試追問通常落在機制：為什麼要除以 √d_k、AdamW 和 Adam＋L2 差在哪、AUC 很高為什麼還不能上線。本文逐題講概念、機制與答法，最後附 3 題可執行的 numpy 手寫題。
作業 1 把 RNN、Transformer 與現代 attention 的觀念拉到程式層。
第 2 堂的 attention 知道如何比對內容，但實際語言模型還需要順序資訊，也要承受生成時的記憶體成本。
同樣一份歷史文字，模型怎麼讀、怎麼學、怎麼抽下一個token，是三個問題。注意力決定資訊如何混合；訓練目標用正確答案改參數；解碼策略在固定模型下選輸出。原本把第2–3堂合在一起，容易讓讀者以為換解碼策略就是換模型。這篇保留主題關係，完整機制與練習分開讀。
11-868 第 10 講用 Lei Li 團隊自己的 LightSeq／LightSeq2 當教材，拆出四招：把矩陣乘法以外的小運算融合成一個 kernel、改寫 LayerNorm 與 Softmax 的公式來減少 thread 同步、參數與梯度用 FP16 存但 FP32 算、依反向傳播的相依關係重用記憶體。投影片報告的 WMT14 英德翻譯訓練加速是 1.4–3.5 倍。官方課表未列公開錄影連結，本文依投影片頁碼與兩篇論文整理。
HW3 要你在 HW1、HW2 做出來的 MiniTorch 上補齊 softmax loss、Dropout、LayerNorm、Embedding，再組出 pre-LN 的 GPT-2 decoder，最後在 IWSLT14 德英翻譯上訓練。配分是 tensor functions 20、basic modules 20、decoder LM 40、翻譯管線 20；滿分條件是通過私有測試且 BLEU 約 20±2。作業頁警告光訓練就要至少 10 小時，PSC 的 V100 一個 epoch 約一小時，要跑 10 個 epoch。2026 春季版 2/4 發、2/18 截止。
11-868 第四份作業要你照 LightSeq 的做法，親手寫 attention softmax 與 LayerNorm 的 CUDA kernel（前向、反向各一），接回自己的 MiniTorch，再換進 HW3 的 Transformer 訓練一個 epoch。配分是 Softmax 40、LayerNorm 40、整合 20。作業頁預期單一 kernel 快 3.7 到 15.8 倍，整個訓練卻只快約 1.1 倍，原因是 Amdahl 定律。需要一張 NVIDIA GPU；repo 在 2026 秋季已被改過。
11-868 只花兩堂課講模型本身：L06 把 Transformer 拆成 embedding、多頭注意力、FFN、LayerNorm 與殘差，L07 用 T5、LLaMA、GPT-3 三個模型示範現代 LLM 改了哪些地方。對系統工程師來說，重點是記住形狀：GPT-3 175B 是 96 層、d_model 12288、context 2048，訓練 3,000 億 token；LLaMA 65B 是 80 層、d_model 8192、訓練 1.4 兆 token。這些數字決定了後面每一堂加速、平行與服務課要處理的量。
CS231N Spring 2026 的 A3 占總成績 15%，四個 Colab notebook 把 L8、L12–L14、L16 各自落成一份實作：Q1 手寫 multi-head attention、Transformer decoder 做 COCO captioning，再組一個 ViT 在 CIFAR-10 上訓練；Q2 實作 SimCLR 的資料增強與對比損失，比較有無自監督預訓練的線性分類；Q3 寫 DDPM 的加噪、UNet、去噪損失、取樣與 classifier-free guidance，生成文字條件的 32×32 emoji；Q4 用預訓練 CLIP 做相似度、零樣本分類與檢索，再用 DINO 特徵只靠一幀標註做影片分割。本文只講題目結構、檔案與目標，不給解答。
CS231N Spring 2026 第 8 講從 RNN 翻譯模型的瓶頸出發，把 attention 抽象成一個作用在「向量集合」上的運算，再推到 self-attention、masked 與 multi-head，最後證明整層只是四次矩陣乘法。Transformer block 由 self-attention、LayerNorm、殘差與 MLP 組成；ViT 把 224×224 的圖切成 16×16 的 patch 當 token。講次結尾列出 2017 年後常見的四個改動：Pre-Norm、QK-Norm、SwiGLU 與 MoE。
6.5940 在第 12 講從 CNN 轉到 Transformer，但重點不在原理，而在哪裡會吃掉記憶體與算力：attention 是 O(N²)；Llama-2-70B 若用 MHA，batch 16、長度 4096 的 KV cache 要 160GB；GQA 把它縮 8 倍、MQA 縮 64 倍；MoE 讓總參數變多但每個 token 的計算不變。這篇是進入 L13 LLM 部署前的橋接。
L05 用兩條線性代數規則讀完 Transformer：矩陣乘法是「列乘行」的內積，而向量乘矩陣等於對矩陣的列向量做線性組合。有了這兩條，attention 就是「query 跟每個 key 做內積、softmax 成權重、對 value 加權平均」，整批寫成 softmax(QKᵀ/√d_k)V；除以 √d_k 只是把數字拉回 0 附近，避免 softmax 贏者通吃。接著講 multi-head、encoder 與 decoder 的差別、mask、用 sin/cos 時鐘做的位置編碼，最後是 ResNet 式殘差與 layer normalization。本週沒有作業。
清大高宏宇 NLP（Fall 2025）Transformer 單元導讀。投影片從 RNN 的兩個毛病出發：字跟字的互動要隔著 O(N) 步傳遞，時間步之間又不能平行。Self-attention 讓每個字直接看所有字，用矩陣乘法一次算完，兩個毛病同時解掉；代價是模型分不出詞序，所以要補正弦位置編碼。之後依序組出 multi-head attention、Add & Norm、feed forward、cross-attention、masked attention 與 teacher forcing，最後用 GPT-2、ViT 與四種變體說明這個架構後來走多遠。
RNN 做翻譯時，要把整句壓進一個向量，句子一長就記不住。Attention 讓解碼器每產生一個字，都回頭對輸入的每個位置打分數、取加權和；把打分數的一方叫 query、被比對的叫 key、被加權的叫 value，就是 dot-product attention。Transformer 再往前一步：讓輸入自己對自己做 attention，完全拿掉 recurrence，換來平行化與固定的路徑長度，代價是要另外補上位置資訊。
HW4 把「文字接龍」原封不動搬到圖片上：792 張 20×20 的寶可夢小圖，每個像素是 167 色裡的一個 token，一張圖就是 400 個 token 的序列。訓練時做 next-token prediction，測試時給你前 60%，讓模型畫完剩下的 40%。評分同時看 FID 與寶可夢偵測率（PDR），三級 baseline 的提示從「直接跑範例」「調超參數」一路到「換成 Llama、Mistral 架構」。題目、Colab、Kaggle 與資料集都公開，但 JudgeBoi 在 2026-09-30 回傳 502，校外拿不到 FID、PDR 的官方分數。
Self-attention 本身看不出「你打我」和「我打你」的差別，所以要另外告訴它位置。李宏毅這一講從 Sinusoidal 絕對位置講到 ALiBi、T5 的相對位置，再到今天 Llama、Qwen、Gemma 都在用的 RoPE。後半段處理「訓練短、測試長」：RoPE 轉到沒看過的角度就會壞，於是有 Position Interpolation、NTK-Aware、YaRN、Dynamic Scaling、LongRoPE 這一串修法。最後一個轉折是 NoPE：decoder-only 的因果注意力本來就帶有位置資訊，甚至可以在訓練後把位置編碼拿掉。
CME295 是 Stanford 的兩學分課，沒有作業，成績只看期中和期末各 50%。2025 版九堂的影片、投影片和兩份考卷解答全部公開；2026 版把 agent 那一講改成 context 壓縮、harness、coding agent 和 skills，還新增 LLM 系統、強化學習、Diffusion LLM 三整講。
CME295 第 1 講用同一句「A cute teddy bear is reading.」串完整堂課：先切成 token，再變成向量，接著說明 RNN 為什麼記不住長句，最後用 self-attention 和 encoder-decoder 把它翻成法文。2026 版刪掉整節 NLP 任務與評估指標，把開場換成從 2017 到 agent 時代的時間軸。
CME295 第 2 講把原始 Transformer 拆開改裝：位置資訊從「加在 embedding 上」一路改到 RoPE「在 attention 裡旋轉 Q 和 K」；attention 用 sliding window 和 MQA/GQA 省成本；再把模型分成 encoder-only、encoder-decoder、decoder-only 三家，花後半堂拆解 BERT 的 MLM（15% token）與 NSP 預訓練。2026 版把這些併進「Large Language Models」一講，BERT 不再是課表項目。
CS224U Spring 2023 把 Transformer 家族講成一條「BERT 的四個已知限制」主線：RoBERTa 回應第一條（最佳化探索不足），ELECTRA 回應第二、三條（[MASK] 造成的落差、每批只有約 15% token 有訓練訊號），XLNet 回應第四條（被遮住的 token 彼此獨立的假設）。GPT 改的是目標函數與 mask，T5、BART 改的是架構與輸入破壞方式，蒸餾改的是模型大小。課程的 2023 年判斷是：自迴歸架構已經勝出，但做表徵時雙向模型可能仍占優勢。
CS224U Spring 2023 的 contextual representations 單元前三段：先用「break」「crane」這類例子說明靜態詞向量為什麼注定不夠，再用「The Rock rules」三個詞一步步拆出 Transformer block——各欄之間只有 attention 會互相連結，其他步驟都逐欄獨立。最後用兩個問題比較三種位置編碼：位置集合要不要事先決定？會不會妨礙泛化到新位置？絕對位置兩題都不過，正弦函數過第一題，Shaw 2018 的相對位置編碼兩題都過。
HW4 分三份：書面題帶你用「問題 → 現有做法 → 提案 → 方法 → 貢獻」的順序讀 ResNet 與《Attention Is All You Need》；4.1 notebook 用 PyTorch 寫 CNN、ResNet-18，再從 softmax 一路拼出 encoder-decoder transformer，在 TinyStories 上訓練並生成故事；4.2 notebook 把 DNA 切成 6-mer 餵給預訓練 DNABERT 分物種，把聲音轉成頻譜圖交給 ConvNeXt，比較從零訓練、凍結 backbone、全解凍三種微調。兩個 Kaggle 競賽，5/1 截止。校外讀者拿得到題目，拿不到課程資料包與測試。
Lec 21 先講 CNN 缺什麼：只有頂層看得到整張圖。接著用 TF-IDF、RNN 看圖說話、soft attention 鋪路。Lec 22 從「軟性字典查詢」推出 self-attention：Q、K、V 三個線性層，SoftMax(QKᵀ/√D)V，再加上多頭、MLP、殘差與 LayerNorm，組成 transformer layer。attention 本身不看順序，所以需要位置編碼。Discussion 10 手算一次 QKV，並證明為什麼要除以 √D。
HW4 Problem 1（40 分）分五小題拆解 self-attention：2×2 手算、為什麼除以 √dk、沒有位置編碼時的 permutation equivariance、只用 NumPy 寫單頭注意力、用 PyTorch 寫多頭並在合成資料上畫注意力熱圖。
第 6 週講電腦怎麼處理自然語言：先用 context-free grammar 手寫規則剖析句子，再改用統計，從 n-gram、Markov chain 生成文字到用 Naive Bayes 判斷評論的正負；接著用 word2vec 把詞變成向量，用 RNN 的 encoder–decoder 處理整個序列，最後是 attention 與 Transformer。附逐段時間連結，以及 Parser、Attention 兩個專案的解題思路、容易出錯的地方與檢查方式。
Transformer 不是憑空冒出的架構：token 把資料切成離散單元，attention 做軟性的訊息聚合，positional code 補回順序。把它和 MLP/CNN/GNN 擺在一起看，會發現它們都是『對鄰居做加權彙整』的不同特例。
不需要變成研究員也能系統理解 AI 模型。這個系列從你看得見的東西（token、context window）開始，一路走到自架開源模型，18 篇覆蓋選模型、讀 benchmark、算成本需要的所有基礎。
Transformer 的核心是 self-attention：對每個 token，模型算出它跟其他所有 token 的相關程度，然後按權重加總。這讓模型能跨越距離抓到「it 指的是 cat 不是 mat」這種關係，也是它處理長文的基礎。
2021 年是 AI 頂會的分水嶺：Transformer 從 NLP 全面入侵 CV 與時序領域，自監督學習成為各會議最熱門關鍵詞，Diffusion Model 拿下 ICLR Outstanding Paper 但還沒有人意識到它會取代 GAN——而 GNN 和 Federated Learning 正處於論文量的歷史高峰，之後開始走下坡。
第 20 講先把單 token embedding 擴成 sequence，以 positional encoding 補順序，再推導 Q/K/V scaled dot-product attention、causal mask 與 multi-head blocks，最後接到 GPT-2。
第 7 週打開 Transformer：attention 怎麼讓每個 token 參考前面的 token、一個 block 由哪些零件組成、輸入和輸出兩端怎麼接。PA6a 要自己寫 causal self-attention、訓練一個小模型並計算 perplexity。同週的語音現場課介紹語音辨識的任務與詞錯誤率。
第 6 講先補完 Transformer encoder、decoder 與 cross-attention，再把期末專案拆成題型、評分、研究題目與資料來源；好題目必須能用一個明確 baseline 和指標驗證。
第 5 講從 RNN 的長距離與循序瓶頸走到 self-attention，再組成 Transformer；它縮短位置間的資訊路徑並容許平行計算，但付出二次方 attention 成本與位置資訊必須另行注入的代價。
第三講比較大量現代 LLM 後得到的不是一張最佳架構配方，而是一組保守共識：pre-norm、RMSNorm、無 bias、SwiGLU、RoPE，以及少數值得偏離預設的推論與穩定性設計。
05–07 組教材把固定向量的分類器推進序列狀態、encoder-decoder，再用 attention 與 Transformer 改寫資訊路徑。
CS224N 是 Stanford 用深度學習做自然語言處理的課：從詞向量、反向傳播講到 Transformer，之後每一堂都建立在 Transformer 之上，四份作業包含自己刻一個 decoder-only Transformer。現行投影片與作業公開，第三份作業附可以在筆電上跑的單元測試；公開的完整錄影是較早的版本，跟現行課表有落差。
CS25 是 Stanford 的 1 學分 seminar，唯一作業是出席，全程對外開放。2026 春季第六季九場講座裡，最值得看的三場是 Albert Gu 談 SSM 與 Transformer 的歸納偏誤、Charles Frye 談上千張 GPU 的推論服務、Victoria Lin 談原生多模態還沒解決什麼。
深度學習面試重點不是推導反向傳播，而是能不能解釋架構背後的設計直覺。高頻考點：CNN 的 locality 與 translation invariance、RNN 到 Transformer 的演進為什麼必要、self-attention 的計算邏輯與複雜度、BatchNorm vs LayerNorm 的適用場景、常見的 training tricks（learning rate schedule、gradient clipping、mixed precision）。