注意力预算管理:从“稀释定律”改为可验证的上下文分配

第 03 篇 · 共 18 篇 · Agent 架构深度研究 · CC BY-NC-SA 4.0
摘要:长任务中的 Agent 可能出现约束遗漏、目标漂移、工具选择错误、重复读取和审查质量下降,但这些现象不能简单归因于“注意力被平均稀释”。更准确的工程问题是:

证据等级:B(工程设计提案)
本文讨论 Harness 如何控制模型可见信息、干扰项和验证成本。它不再把“上下文越长,注意力必然按 1/L 衰减”写成 Transformer 物理定律。任何质量收益必须通过固定模型、固定任务集和可复现实验确认。请先阅读 研究方法与事实校准

创新点索引:I-03
系列LLM + Harness = Agent
上一篇02 大脑主动驱动小脑
下一篇04 稳定约束与可压缩历史分区


摘要

长任务中的 Agent 可能出现约束遗漏、目标漂移、工具选择错误、重复读取和审查质量下降,但这些现象不能简单归因于“注意力被平均稀释”。更准确的工程问题是:

在有限上下文、成本和延迟预算下,Harness 应该让模型看到哪些信息、按什么结构看到、哪些规则必须由 Runtime 强制执行、哪些结果必须由外部证据验证?

本文把“注意力预算”定义为一个产品工程概念,而不是一个可直接从序列长度推出的数学量。核心方案是:

  1. 把安全和权限约束下沉到确定性 Runtime;
  2. 将稳定规则、活跃工作集、历史证据和外部索引分区;
  3. Skill、Memory 和工具目录按需披露;
  4. 子任务隔离,但摘要必须可追溯到原始证据;
  5. 压缩、检索和布局策略用任务级 benchmark 比较;
  6. Prefix Cache 只作为成本和延迟遥测,不作为质量保证。

1. 公开修正

1.1 O(n²) 不等于每个 Token 只能获得 1/n 注意力

标准全注意力的 O(n²) 描述 Query-Key 配对数量随序列长度增长的计算复杂度。单个 Token 的实际注意力权重由 Query、Key、层、注意力头、位置编码、训练分布和任务内容共同决定,并不要求均匀分配。

因此,以下推导不能作为事实:

序列长度增长
→ 每条指令的权重必然等于 1/L
→ 约束遵守率必然与 1/L 成正比

长上下文可能增加检索难度、干扰项、位置敏感性和成本,但退化是否发生、何时发生、退化多少,必须对具体模型和任务测量。

1.2 长对话退化不一定单调,也不一定不可逆

质量变化可能来自:

重新检索、清理工具结果、重建活跃工作集、回滚错误状态或切换独立审查上下文,都可能恢复质量。因此不能把“继续对话只会继续变差”写成普遍结论。

1.3 历史 40% → 95% 数据降级

早期文章曾写出:

这些数字缺少完整任务集、Runner、原始结果、随机种子、基线定义、统计检验和独立复现,不能作为确认性实验结论。它们只保留为历史自测线索,不进入 README、产品承诺或 Release Gate。

1.4 Prefix Cache 不等于模型注意力,也不等于约束遵守

必须分开测量:

概念 问题 典型指标
上下文保留 信息是否仍在请求中 字段/消息/摘要完整性
Prefix Cache Provider 是否复用了共同前缀计算 hit/miss tokens、TTFT、成本
信息检索 模型是否找到了相关内容 retrieval accuracy、引用正确率
约束遵守 最终动作是否满足规则 violation rate、policy blocks
任务质量 结果是否正确完成 first-pass success、tests、human intervention

前缀命中率高,不能证明模型遵守了约束;约束文本仍存在,也不能证明模型会执行它。


2. 问题定义

2.1 Harness 真正能控制什么

Harness 不能直接分配模型内部每一层的注意力权重,但可以控制模型输入和执行环境:

可见信息集合
信息顺序与结构
工具 Schema 和工具结果
Memory / Skill 披露范围
压缩与检索策略
子任务边界
权限与副作用
验证器与完成条件
模型、预算与重试策略

因此,“注意力预算管理”更准确的定义是:

Harness 对模型可见信息、确定性规则、推理成本和验证资源的联合分配。

2.2 质量模型

不把任务质量写成 1/L 的函数,而使用可实验分解:

TaskQuality = f(
  model,
  task,
  relevant_context_recall,
  instruction_conflict,
  tool_result_quality,
  context_layout,
  state_correctness,
  policy_enforcement,
  verifier_quality,
  retry_budget
)

这个表达不声称知道闭式解。它的价值是把可能原因拆成可以单独控制和测量的变量。


3. 方案设计

3.1 确定性约束下沉到 Runtime

以下规则不应仅依赖 Prompt:

模型可以解释规则、提出动作和生成候选方案,但最终执行权由 Policy、Sandbox、ChangeSet 和 Verifier 决定。

3.2 上下文四区

稳定规则区
  系统角色、批准的项目规则、稳定工具契约

追加证据区
  决策、测试、Checkpoint、审查结论、失败原因

活跃工作集
  当前目标、相关文件片段、最近工具结果、待处理风险

外部索引
  完整轨迹、历史 Session、归档文档、可按需读取的 Skill Body

分区目标不是宣称“前面的 Token 永远更受关注”,而是:

3.3 Skill、Memory 和工具按需披露

默认只加载索引和短描述;Body、详细 Memory 和低频工具在匹配到当前任务时再读取。

但按需披露必须处理两个风险:

  1. 漏召回:相关 Skill 或工具没有被加载;
  2. 错召回:加载了不相关或恶意内容,反而增加干扰和权限风险。

因此需要记录:

candidate set
selected items
selection reason
confidence
fallback behavior
missed dependency

3.4 子任务隔离

子任务可以使用独立 Session,避免把全部工具轨迹带回主线程。但子任务返回的摘要不能成为无来源的“新事实”。至少应附带:

source files / tool calls
diff or artifact hash
tests executed
unverified assumptions
failure samples

主 Agent 和 Reviewer 应能从摘要回到原始证据,而不是只相信另一模型的自然语言结论。

3.5 Checkpoint 和压缩

Checkpoint 保存的是任务状态和证据索引,不是简单摘要:

objective
approved scope
completed steps
pending steps
changeset ids
test results
open risks
source refs
resume preconditions

压缩器可以重写历史叙述,但不能覆盖:

3.6 Prefix Cache 遥测

记录:

prefix fingerprint
prefix length
hit tokens
miss tokens
drift reason
TTFT
total latency
input/output tokens
estimated cost

Cache 优化只有在以下条件同时成立时才有效:


4. 验证设计

4.1 实验因素

对同一批 Held-out 任务控制以下变量:

因素 对照 处理
上下文布局 全历史追加 四区布局 + 活跃工作集
Skill 全量加载 索引 + 按需 Body
工具结果 原始全文 清洗、截断、Artifact 引用
子任务 共享历史 独立 Session + Evidence 返回
压缩 自由摘要 结构化 Checkpoint + 来源索引
安全规则 Prompt 约束 Runtime Policy

4.2 核心指标

优先指标:

first-pass task success
success within retry budget
constraint violation rate
incorrect tool-call rate
human intervention rate
rollback rate
source citation accuracy

资源指标:

prompt/output tokens
cache hit/miss tokens
TTFT
total latency
cost per successful task

不得只报告 Token 下降,不报告正确性和失败样本。

4.3 数据集纪律

必须分开:

development set
prompt-tuning set
validation set
final held-out test set

任务专用 acceptance hints、Verifier feedback 和多轮 retry 都必须记录,不能把调参后的最终完成率当作首次泛化成功率。


5. 边界与风险

因此所有策略都必须允许:

disable
fallback
rebuild context
invalidate cache
escalate to user
reproduce from evidence

6. 结论

“注意力预算”是一个有用的工程隐喻,但不是 α = 1/L 的物理定律。

可靠的 Harness 不试图通过口号让模型“记得更多”,而是:

  1. 减少无关输入;
  2. 把不可妥协的规则变成 Runtime Policy;
  3. 保持状态和 Evidence 可追溯;
  4. 按任务加载必要信息;
  5. 用 Held-out 任务验证质量、成本和延迟的真实变化。

只有当实验同时证明正确性不下降、风险不增加、每成功任务成本或延迟稳定改善时,某种上下文策略才应进入产品默认值。

← 返回全部 18 篇研究