中文大模型比英文更烧钱，这居然是AI底层原理决定的？

ChatGPT等AI工具的使用正越来越普遍。在与AI交互时，我们知道，输入的提示词差异会对输出结果产生影响。那么，如果相同意思的提示词，用不同语言分别表述，结果差异是否较大？另外，提示词的输入和输出是和模型背后的计算量直接挂钩的。因此，不同语言之间在AI输出和成本消耗方面是不是有着天然的差异性或者说是“不公平性”？这种“不公平性”又是如何产生的呢？

据了解，提示词背后其实对应的不是文字，而是token。当接收到用户输入的提示词之后，模型会将输入转换为token列表进行处理和预测，同时将预测的token转换为我们在输出中看到的单词。也就是，token是语言模型处理和生成文本或代码的基本单位。可以关注到，各家厂商会宣称自家模型支持多少token的上下文，而不是说支持的单词或汉字的数量。

影响Token计算的因素

首先，一个token并不对应一个英文单词或一个汉字，token跟单词之间没有具体的换算关系。比如，根据OpenAI发布的token计算工具，hamburger一词被分解为ham、bur和ger，共计 3 个token。另外，同一个词语，如果在两句话中的结构不同，会被记作不同数目的token。

具体token如何计算主要取决于厂商使用的标记化（tokenization）方法。标记化是将输入和输出文本拆分为可由语言模型处理的token的过程。该过程可以帮助模型处理不同的语言、词汇表和格式。而ChatGPT背后采用的是一种称为“字节对编码”（Byte-Pair Encoding，BPE）的标记化方法。

目前来看，一个单词被分解成多少token，跟它的发音和在句子中的结构有关。而不同语言之间的计算差异似乎较大。

拿“hamburger”对应的中文“汉堡包”来说，这三个汉字被计作 8 个token，也就是被分解成了 8 部分。

图源：OpenAI官网截图

再拿一段话来进行中英文语言token计算的“不公平性”对比。

下面是OpenAI官网的一句话：You can use the tool below to understand how a piece of text would be tokenized by the API， and the total count of tokens in that piece of text.这段话共计 33 个token。

图源：OpenAI官网截图

对应的中文为：您可以使用下面的工具来理解API如何将一段文本标记化，以及该段文本中标记的总数。共计76token。

图源：OpenAI官网截图

中英文语言在AI上存在天然“不公平”

可以看到，相同意思的中文token数是英文的两倍多。中文和英文在训练和推理上的“不公平性”，也许是因为中文通常一个词汇可以表达多种含义，语言组成较为灵活，中文还有着深厚的文化内涵，具有丰富的语境意义，这极大增加了语言的歧义性和处理难度；英语语法结构较为简单，这使得英语在一些自然语言任务上比中文更容易被处理和理解。

中文需要处理的token更多，模型所消耗的内存和计算资源也就越多，当然所需要的成本也就越大。

同时，ChatGPT虽然可以识别包括中文在内的多种语言，但它训练使用的数据集大都为英文文本，在处理非英语语言时，可能面临语言结构、语法等方面的挑战，进而影响输出效果。近日的一篇题为《多语言语言模型在英语中表现得更好吗？》（Do Multilingual Language Models Think Better in English?）的论文中提到，当将非英文语言翻译成英文后输出的结果，要好于直接使用非英文语言作为提示词的结果。

对中文用户来说，似乎先将中文翻译成英文，然后再与AI交互，似乎效果更好，也更划算。毕竟使用OpenAI的GPT- 4 模型API，每输入 1 千token至少要收费0. 03 美元。

那由于中文语言的复杂性，AI模型在使用中文数据进行准确训练和推理方面可能面临挑战，并增加了中文模型应用和维护的难度。同时，对开发大模型的公司来说，做中文大模型由于需要额外的资源，或许要承担更大的成本。