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🚀 Gemma 3模型卡片

Gemma 3是谷歌推出的轻量级多模态模型，基于与Gemini相同的技术构建。它支持文本和图像输入，输出文本，适用于文本生成和图像理解等多种任务，且能在资源有限的环境中部署。

🚀 快速开始

• 模型页面：Gemma
• 资源与技术文档：
  • [Gemma 3技术报告][g3-tech-report]
  • [负责任的生成式AI工具包][rai-toolkit]
  • [Kaggle上的Gemma][kaggle-gemma]
  • [Vertex模型库中的Gemma 3][vertex-mg-gemma3]
• 使用条款：[条款][terms]
• 作者：Google DeepMind

✨ 主要特性

• 多模态处理：支持文本和图像输入，生成文本输出。
• 大上下文窗口：4B、12B和27B版本支持128K的输入上下文，1B版本支持32K的输入上下文。
• 多语言支持：支持超过140种语言。
• 轻量级设计：相对较小的模型尺寸，可在资源有限的环境中部署。

📚 详细文档

模型信息

描述

Gemma是谷歌推出的一系列轻量级、先进的开源模型，基于与Gemini模型相同的研究和技术构建。Gemma 3模型是多模态的，能够处理文本和图像输入，并生成文本输出。预训练和指令调优版本的模型权重均开源。Gemma 3具有128K的大上下文窗口，支持超过140种语言，并且提供比之前版本更多的模型尺寸。Gemma 3模型适用于各种文本生成和图像理解任务，包括问答、摘要和推理。其相对较小的尺寸使其能够在笔记本电脑、台式机或自有云基础设施等资源有限的环境中部署，让更多人能够使用先进的AI模型，促进创新。

输入和输出

• 输入：
  • 文本字符串，如问题、提示或待摘要的文档。
  • 图像，归一化为896 x 896分辨率，每个图像编码为256个令牌。
  • 4B、12B和27B版本的总输入上下文为128K个令牌，1B版本为32K个令牌。
• 输出：
  • 针对输入生成的文本，如问题的答案、图像内容的分析或文档的摘要。
  • 总输出上下文为8192个令牌。

引用

@article{gemma_2025,
    title={Gemma 3},
    url={https://goo.gle/Gemma3Report},
    publisher={Kaggle},
    author={Gemma Team},
    year={2025}
}

模型数据

训练数据集

这些模型在包含多种来源的文本数据集上进行训练。27B模型使用14万亿个令牌进行训练，12B模型使用12万亿个令牌，4B模型使用4万亿个令牌，1B模型使用2万亿个令牌。主要组成部分如下：

• 网页文档：多样化的网页文本集合，确保模型接触到广泛的语言风格、主题和词汇。训练数据集包含超过140种语言的内容。
• 代码：让模型接触代码有助于学习编程语言的语法和模式，提高生成代码和理解代码相关问题的能力。
• 数学：在数学文本上进行训练有助于模型学习逻辑推理、符号表示和解决数学查询。
• 图像：广泛的图像数据使模型能够执行图像分析和视觉数据提取任务。

这些多样化数据源的组合对于训练一个强大的多模态模型至关重要，使其能够处理各种不同的任务和数据格式。

数据预处理

以下是应用于训练数据的主要数据清理和过滤方法：

• CSAM过滤：在数据准备过程的多个阶段应用严格的CSAM（儿童性虐待材料）过滤，确保排除有害和非法内容。
• 敏感数据过滤：作为确保Gemma预训练模型安全可靠的一部分，使用自动化技术从训练集中过滤某些个人信息和其他敏感数据。
• 其他方法：根据[我们的政策][safety-policies]进行内容质量和安全过滤。

实现信息

硬件

Gemma使用[张量处理单元（TPU）][tpu]硬件（TPUv4p、TPUv5p和TPUv5e）进行训练。训练视觉语言模型（VLM）需要大量的计算能力。TPU专门为机器学习中常见的矩阵运算而设计，在这一领域具有以下优势：

• 性能：TPU专门用于处理训练VLM所需的大量计算，与CPU相比，可显著加快训练速度。
• 内存：TPU通常配备大量的高带宽内存，允许在训练过程中处理大型模型和批量大小，有助于提高模型质量。
• 可扩展性：TPU Pod（大型TPU集群）为处理大型基础模型的不断增长的复杂性提供了可扩展的解决方案。可以在多个TPU设备上分布训练，以实现更快、更高效的处理。
• 成本效益：在许多情况下，与基于CPU的基础设施相比，TPU可以为训练大型模型提供更具成本效益的解决方案，特别是考虑到更快的训练速度所节省的时间和资源。
• 这些优势符合[谷歌的可持续运营承诺][sustainability]。

软件

训练使用[JAX][jax]和[ML Pathways][ml-pathways]进行。

JAX使研究人员能够利用最新一代的硬件（包括TPU）进行更快、更高效的大型模型训练。ML Pathways是谷歌构建能够跨多个任务进行泛化的人工智能系统的最新成果，特别适用于基础模型，包括此类大型语言模型。

JAX和ML Pathways的使用方式如[关于Gemini模型家族的论文][gemini-2-paper]所述：“Jax和Pathways的‘单控制器’编程模型允许单个Python进程编排整个训练过程，大大简化了开发工作流程。”

评估

基准测试结果

这些模型在大量不同的数据集和指标上进行评估，以涵盖文本生成的不同方面。

推理和事实性

STEM和代码

多语言

多模态

伦理与安全

评估方法

我们的评估方法包括结构化评估和对相关内容政策的内部红队测试。红队测试由多个不同的团队进行，每个团队有不同的目标和人工评估指标。这些模型在与伦理和安全相关的多个类别上进行评估，包括：

• 儿童安全：评估文本到文本和图像到文本的提示，涵盖儿童安全政策，包括儿童性虐待和剥削。
• 内容安全：评估文本到文本和图像到文本的提示，涵盖安全政策，包括骚扰、暴力和血腥内容以及仇恨言论。
• 代表性危害：评估文本到文本和图像到文本的提示，涵盖安全政策，包括偏见、刻板印象和有害关联或不准确信息。

除了开发阶段的评估，我们还进行“保证评估”，这是我们独立的内部评估，用于责任治理决策。这些评估与模型开发团队分开进行，为模型发布决策提供信息。高级别的评估结果会反馈给模型团队，但提示集不会公开，以防止过拟合并确保评估结果能够为决策提供有效信息。保证评估结果会作为发布审查的一部分报告给我们的责任与安全委员会。

评估结果

在所有安全测试领域，与之前的Gemma模型相比，我们在儿童安全、内容安全和代表性危害等类别上看到了重大改进。所有测试均在不使用安全过滤器的情况下进行，以评估模型的能力和行为。对于文本到文本和图像到文本的任务，以及所有模型尺寸，模型产生的政策违规极少，并且在无根据推理方面比之前的Gemma模型有显著改进。我们评估的一个局限性是仅使用了英语提示。

使用与限制

预期用途

开源视觉语言模型（VLM）在各个行业和领域有广泛的应用。以下潜在用途列表并不全面，旨在提供模型创建者在模型训练和开发过程中考虑的可能用例的上下文信息。

• 内容创作与沟通：
  • 文本生成：这些模型可用于生成创意文本格式，如诗歌、剧本、代码、营销文案和电子邮件草稿。
  • 聊天机器人和对话式AI：为客户服务、虚拟助手或交互式应用程序提供对话界面。
  • 文本摘要：生成文本语料库、研究论文或报告的简洁摘要。
  • 图像数据提取：这些模型可用于提取、解释和总结视觉数据，用于文本通信。
• 研究与教育：
  • 自然语言处理（NLP）和VLM研究：这些模型可作为研究人员实验VLM和NLP技术、开发算法和推动该领域发展的基础。
  • 语言学习工具：支持交互式语言学习体验，帮助进行语法纠正或提供写作练习。
  • 知识探索：通过生成摘要或回答特定主题的问题，帮助研究人员探索大量文本。

限制

• 训练数据：
  • 训练数据的质量和多样性显著影响模型的能力。训练数据中的偏差或缺失可能导致模型响应的局限性。
  • 训练数据集的范围决定了模型能够有效处理的主题领域。
• 上下文和任务复杂性：
  • 模型更擅长能够用清晰提示和指令描述的任务。开放式或高度复杂的任务可能具有挑战性。
  • 模型的性能可能受到提供的上下文量的影响（在一定范围内，更长的上下文通常会带来更好的输出）。
• 语言歧义与细微差别：自然语言本质上是复杂的，模型可能难以理解微妙的细微差别、讽刺或比喻语言。
• 事实准确性：模型根据从训练数据集中学到的信息生成响应，但它们不是知识库，可能会生成不正确或过时的事实陈述。
• 常识推理：模型依赖于语言中的统计模式，在某些情况下可能缺乏应用常识推理的能力。

伦理考虑与风险

视觉语言模型（VLM）的开发引发了一些伦理问题。在创建开源模型时，我们仔细考虑了以下方面：

• 偏差与公平性：在大规模真实世界文本和图像数据上训练的VLM可能反映训练材料中嵌入的社会文化偏差。这些模型经过了仔细审查，输入数据的预处理和后续评估在本模型卡片中有所报告。
• 错误信息与滥用：VLM可能被滥用来生成虚假、误导或有害的文本。我们提供了[负责任的生成式AI工具包][rai-toolkit]，以指导模型的负责任使用。
• 透明度与问责制：本模型卡片总结了模型的架构、能力、限制和评估过程的详细信息。负责任开发的开源模型为开发者和研究人员提供了共享创新的机会，使他们能够在AI生态系统中使用VLM技术。

风险识别与缓解措施

• 偏差的延续：鼓励在模型训练、微调及其他使用场景中进行持续监测（使用评估指标、人工审查），并探索去偏技术。
• 有害内容的生成：内容安全机制和指南至关重要。开发者应根据具体的产品政策和应用场景，谨慎实施适当的内容安全保障措施。

📄 许可证

本模型使用gemma许可证。

⚠️ 重要提示

本评估仅使用了英语提示，可能存在一定局限性。

💡 使用建议

在使用模型时，建议根据具体任务和场景，选择合适的模型尺寸，并注意训练数据的质量和多样性对模型性能的影响。同时，遵循负责任的使用指南，避免生成有害内容。