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DCN2：大规模推荐系统中的碰撞权重与显式交叉层协同优化

——Teads团队提出下一代深度交叉网络架构，实时处理5亿+QPS的工业级解决方案

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一、DCNv2的局限性与DCN2创新架构

传统DCNv2存在三大瓶颈：

1. ​嵌入碰撞问题​：哈希冲突导致不同特征共享相同嵌入表示
2. ​交叉层信息损失​：低秩投影压缩造成高阶特征交互丢失
3. ​隐式交互偏差​：缺乏类似FFM的显式特征对建模能力

DCN2通过三重创新解决上述问题：

（图示：碰撞权重层（Collision Weights）、OnlyDense层、显式相似度层（SimLayer）构成核心创新）

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二、核心技术解析

1. 碰撞权重机制（Collision-weighted Lookups）

​问题​：传统嵌入表在哈希空间不足时碰撞率超30%
​创新​：

# 嵌入表扩展权重维度
X_ec = {X[:, 1:d] = 原始嵌入,  X[:, d+1] = 可学习权重  # 初始化为1.0
}
X_inp = X_ec[:, 1:d] * X_ec[:, d+1]  # 权重调制嵌入

​效果​：

• 动态降低高频碰撞特征的权重（图5显示权重分布呈重尾型）

• 哈希空间压缩至1/4时仍保持90%+性能（图3）

  

2. OnlyDense层替代交叉层

​DCNv2缺陷​：低秩投影导致信息损失
​创新公式​：

$$\begin{array}{rl}{x}_t& =\text{ReLU}(W\cdot x+b_0)\\ x_r& =x_t\odot x\cdot \varphi \text{(锚点缩放)}\end{array}$$

​优势​：

• 全维度交叉（无投影压缩）

• 参数量从O(d×p)升至O(d²)但效果显著提升

  

3. 显式相似度层（SimLayer）

​设计灵感​：模拟FFM的显式特征对交互
​计算逻辑​：

ŷ_sk = σ(∑∑ w_k'(i,j) * (e_i · e_j))  # 特征对点积加权求和
最终输出 = σ(ŷ_dcn + ŷ_sk)  # 与DCN路径融合

​作用​：补充DCN路径未覆盖的显式二阶交互

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三、实验验证：全面超越基线

1. 公开数据集性能（表1）

​数据集​	​DCNv2 AUC​	​DCN2 AUC​	​提升​
Criteo	0.7826	0.7846	+0.20%
Avazu	0.7922	0.7933	+0.11%
iPinYou	0.7659	0.7747	+1.15%

2. 在线A/B测试

​场景​	​离线RIG提升​	​线上收益​
CTR预测	0.0035	​​+3.2% RPM​
CVR预测	0.0010	+4.2% 转化率

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四、工业级部署优化

1. 推理引擎优化

• ​本地扇出算法​：大请求分微批次共享内存，CPU/预测耗时逼近理论最优

• ​线程绑定​：禁用TensorFlow后台自旋等待，p99延迟↓18%

• ​内存管理​：Jemalloc替代默认分配器，碎片减少40%

  

2. 多值特征处理

• ​求和聚合​：变长特征→固定维嵌入
• ​数据驱动的填充​：基于流式统计自动优化填充长度

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五、迁移实战：AutoML升级案例

​原始配置​：

• DCNv2 + 6维嵌入 + 人工特征组合
  ​升级后​：
• DCN2 + 16维嵌入 + OnlyDense自动交互
  ​结果​：RIG提升0.01552（特征工程成本↓70%）

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结论与展望

DCN2通过三重创新实现工业级突破：

1. ​碰撞权重机制​：动态调节哈希冲突特征重要性
2. ​OnlyDense层​：全维度特征交互避免信息损失
3. ​显式相似度层​：补充FFM式特征对建模

线上系统已稳定处理5亿+ QPS，后续将探索：

• 更激进的碰撞权重策略
• LoRA微调迁移学习
• 多模态特征融合

论文地址：https://arxiv.org/pdf/2506.21624
GitHub参考：Teads内部实现（可关注后续开源）

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附：实验所用公开数据集

• Criteo：广告点击日志
• Avazu：移动广告行为
• iPinYou：实时竞价数据
• KDD2012：用户点击行为