Construire des Transformers à profondeur récurrente avec OpenMythos : MLA, GQA, Sparse MoE et raisonnement itératif

OpenMythos est une bibliothèque Python open source permettant de construire des transformers dits "recurrent-depth", une architecture hybride qui combine des blocs d'attention avancés avec une boucle récurrente contrôlée. Un tutoriel publié récemment montre comment déployer cette bibliothèque de bout en bout dans Google Colab pour entraîner deux variantes de modèles : l'une utilisant l'attention multi-latente (MLA, inspirée de DeepSeek-V2) avec cache KV compressé, l'autre utilisant l'attention par groupes de requêtes (GQA, avec moins de têtes KV que de têtes Q). Les deux variantes intègrent également un Mixture of Experts épars (4 experts au total, 2 activés par token, 1 expert partagé), avec une dimension cachée de 128, 4 têtes d'attention, et une longueur de séquence maximale de 32 tokens. Le tutoriel valide les modèles sur une tâche de raisonnement compositionnel synthétique : prédire la somme d'une chaîne de chiffres modulo 7, une tâche conçue pour forcer le modèle à enchaîner plusieurs étapes de calcul intermédiaires.

Ce type d'architecture présente un avantage concret majeur : la réutilisation des paramètres via les boucles récurrentes. Là où un transformer classique empile physiquement N couches distinctes pour N niveaux de profondeur de traitement, un modèle recurrent-depth peut traverser les mêmes couches plusieurs fois (jusqu'à 8 itérations de boucle dans ce tutoriel), simulant une profondeur de calcul bien supérieure à son nombre réel de paramètres. Le tutoriel mesure notamment le rayon spectral de la matrice d'injection récurrente, un indicateur de stabilité numérique qui doit rester inférieur à 1 pour garantir que les activations ne divergent pas au fil des boucles. Cette approche ouvre la voie à des modèles capables d'allouer dynamiquement plus de "réflexion" à des problèmes complexes sans augmenter leur empreinte mémoire permanente.

L'architecture s'inscrit dans un mouvement plus large de recherche sur l'efficacité computationnelle des grands modèles de langage. L'attention MLA a été popularisée par DeepSeek-V2, un modèle chinois open source qui a démontré en 2024 qu'une compression agressive du cache KV pouvait réduire les coûts d'inférence sans dégradation notable des performances. La combinaison avec un Mixture of Experts épars rappelle l'architecture de Mixtral (Mistral AI) et de ses successeurs, où seule une fraction des paramètres est activée par token. OpenMythos cherche à réunir ces techniques dans un cadre expérimental accessible, destiné aux chercheurs et ingénieurs qui souhaitent explorer les interactions entre profondeur récurrente, routage par experts et variantes d'attention compressée, sans avoir à implémenter chaque composant depuis zéro.