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[Dúvida] Impacto da dimensionalidade dos embeddings (n) na qualidade dos retrievers e como comparar modelos com dimensões muito diferentes

Olá, pessoal — tudo bem?

Estou estudando o material da Aula 2 e 3. Gostaria de discutir alguns pontos ponto que me deixaram em dúvida: a influência do número de dimensões (n) dos embeddings na organização do espaço vetorial e na qualidade dos retrievers, e como comparar modelos que geram embeddings com dimensões muito distintas (ex.: 384 vs 1024 vs 3072).


Contexto rápido (do que vimos na aula)

  • Trabalhamos com RAG, índices vetoriais (flat e HNSW) e bases (ChromaDB, FAISS, Pinecone).
  • Falamos sobre normalização L2 e sua importância para similaridade por cosseno.
  • Vimos trade-offs entre modelos proprietários vs. open-source, fine-tuning, versionamento de embeddings e parâmetros do índice HNSW (p.ex. M vizinhos).

O problema / dúvidas centrais

  1. Qual é a influência prática do n (dimensionalidade) na organização do espaço?

    • Modelos com maior n carregam mais “capacidade” semântica, mas também podem aumentar ruído, custo de armazenamento e latência. Gostaria de entender melhor: a dimensão maior costuma melhorar recall/precisão de retrieval de forma consistente, ou há um ponto de retorno decrescente / overfitting semântico?
  2. Como comparar modelos com dimensões diferentes?

    • Quando reduzo cada embedding via PCA (ou UMAP) separadamente e ploto tudo junto, a comparação perde fidelidade porque a transformação é local ao modelo.
    • Pergunta: qual a forma correta de produzir uma visualização ou comparação justa entre espaços com n distintos? Usar PCA por modelo e mesclar os 3D resultantes é válido? Devo alinhar vetores (Procrustes/CCA) antes da projeção? Ou devo comparar apenas via métricas (recall@k, MRR) sobre o mesmo conjunto de queries/documentos?
  3. Fidelidade do UMAP/PCA para comparação entre modelos

    • UMAP preserva estrutura local; PCA preserva variância global. Ambos são transformações não-lineares / lineares que podem distorcer relações relativas entre espaços diferentes.
    • Como interpretar corretamente plots 2D/3D (UMAP/PCA) quando os modelos têm n diferentes? Quais cuidados evitar (ex.: concatenar embeddings brutos com dimensões diferentes causa erro; reduzir por modelo e concatenar gera escalas distintas)?
  4. Procurando um “ponto de equilíbrio”

    • Como achar o trade-off prático entre custo/latência e qualidade (ex.: MiniLM 384 vs BGE 1024 vs Gemini 3072)? Que métricas e procedimentos vocês usam (recall@k, MRR, latência/GB por milhão de vetores, custo por query)?

Se alguém já enfrentou essas dúvidas na prática, agradeço muito se puder compartilhar percepções, referências ou heurísticas que usem para comparar espaços e escolher a dimensionalidade/ modelo adequados ao projeto.

Obrigado desde já!

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solução!

Olá, Yuri! Tudo bem?

Sua pergunta é muito interessante e aborda aspectos importantes sobre a dimensionalidade dos embeddings e sua influência em sistemas de recuperação de informação. Vamos abordar suas dúvidas ponto a ponto:

  1. Influência da Dimensionalidade (n): Aumentar a dimensionalidade dos embeddings pode, de fato, aumentar a capacidade semântica, mas também traz desafios, como maior custo de armazenamento e processamento. Na prática, existe um ponto em que mais dimensões não resultam em melhorias significativas na precisão ou recall, podendo até introduzir "ruído". Isso é conhecido como "overfitting semântico". Em geral, é importante testar diferentes dimensões para encontrar um equilíbrio entre performance e custo, considerando o contexto do seu projeto.

  2. Comparação de Modelos com Dimensões Diferentes: Quando se trata de comparar embeddings de diferentes dimensões, é importante utilizar métricas que avaliem a eficácia do sistema de recuperação, como recall@k ou MRR, em vez de apenas visualizações. Se você deseja visualizar, técnicas como PCA ou UMAP podem ser usadas, mas tenha em mente que cada técnica tem suas limitações. Alinhar vetores com métodos como Procrustes ou CCA antes de projeções pode ajudar a manter a fidelidade, mas a comparação quantitativa através de métricas é geralmente mais confiável.

  3. Fidelidade do UMAP/PCA: Ambas as técnicas têm suas vantagens e desvantagens. PCA é linear e preserva a variância global, enquanto UMAP preserva a estrutura local. Ao interpretar plots, é importante lembrar que essas transformações podem distorcer relações entre diferentes espaços de embeddings. Evite concatenar embeddings de diferentes dimensões sem uma transformação adequada, pois isso pode levar a comparações inválidas.

  4. Trade-off Prático: Encontrar o equilíbrio entre custo/latência e qualidade envolve testar diferentes configurações e medir o desempenho com métricas relevantes para o seu caso de uso. Além das métricas de recuperação, considere também a latência e o custo por query, especialmente em ambientes de produção. Modelos menores como MiniLM podem ser mais rápidos e econômicos, mas talvez não ofereçam a mesma qualidade que modelos maiores como Gemini.

Espero ter ajudado. Conte com o apoio do Fórum na sua jornada. Fico à disposição.

Abraços e bons estudos!

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Olá, Rafaela! Tudo ótimo, e espero que com você também.

Muito obrigado pela resposta tão detalhada e bem estruturada. Você abordou exatamente os pontos que estavam me deixando mais em dúvida e conseguiu organizar minhas ideias de uma forma muito clara.

A sua confirmação sobre o "overfitting semântico" foi ótima, pois dá um nome claro ao fenômeno que eu estava tentando descrever. E a sua ênfase em priorizar métricas quantitativas (recall@k, MRR) sobre a visualização para uma comparação justa é a orientação prática que eu precisava. É muito fácil se perder tentando alinhar as visualizações com PCA/UMAP, lendo sua orientação, percebi um caminho muito mais robusto a seguir.

Com base na sua orientação, nos próximos cursos e projetos, vou focar em montar um pipeline de avaliação para comparar os modelos usando o mesmo dataset e queries, medindo não só o recall, mas também a latência e o custo, como você sugeriu.

Ajudou demais! Agradeço muito a você e ao apoio do Fórum.

Um grande abraço!