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(来源:机器之心Pro)
本研究由淘天集团算法技术—未来生活实验室与爱橙科技智能引擎事业部联合完成,核心作者刘子贺,刘嘉顺, 贺彦程和王维埙等。未来生活实验室汇聚淘天集团的算力、数据与顶尖技术人才,专注于大模型、多模态等前沿 AI 方向,致力于打造基础算法、模型能力及各类 AI Native 应用,引领 AI 在生活消费领域的技术创新。爱橙科技则在大模型训练与优化方面具有丰富的实践经验。双方此前联合开源了高效大模型强化学习训练框架 ROLL,此次论文工作同样是基于 ROLL 框架的实践探索。
近年来,强化学习(Reinforcement Learning, RL)在提升大语言模型(LLM)复杂推理能力方面展现出显著效果,广泛应用于数学解题、代码生成等任务。通过 RL 微调的模型常在推理性能上超越仅依赖监督微调或预训练的模型。也因此催生了大量的相关研究。但随之而来的,是一系列令人困惑的现象:不同研究提出了不同的 RL 优化技巧,却缺乏统一的实验对比和机制解释,有的甚至得出相互矛盾的结论。对于研究者和工程师而言,这种 “方法多、结论乱” 的局面,反而增加了落地应用的难度。
为此,阿里巴巴淘天集团和爱橙科技联合多所高校,基于自研并开源的 RL 框架ROLL, 开展了系统化研究。通过大规模实验,全面评估了当前主流 RL for LLM 方法中的关键技术组件,揭示其在不同设置下的有效性以及每类策略的底层机制,并最终提出一种仅包含两项核心技术的简化算法 ——Lite PPO,在多个基准上表现优于集成多种技巧的复杂方案。
问题背景:技术多样性带来的选择困境
当前 RL4LLM 领域发展迅速,但存在以下问题:
针对上述问题,该研究旨在回答两个核心问题:
公平竞技场:用统一框架拆解 RL 技巧
元股证券:ygzq.hk为了确保公平对比和结论可靠,该研究设计了严格的实验体系:
各难度数据集中 rollout 8 次的正确次数分布。
不同模型在不同数据难度下的准确率和回答长度变化趋势。为了确保对比清晰直观,所有曲线均使用相同的参数进行平滑处理。
核心发现:技巧并非普适,需因 “场景” 而异
优势归一化:Group-Mean + Batch-Std 最稳健
理论介绍
优势归一化通过平移 / 缩放优势值,降低梯度方差,稳定更新。常见的两种归一化方式包括:
关键发现
1. 对奖励分布的敏感性:
各个模型在不同优势归一化方式下的准确率变化趋势。
2. 标准差项的风险:
3. 混合方案的优势:
各个模型上不同标准差计算方式的准确率变化趋势。
裁剪机制:Clip-Higher 并非普适
理论介绍
PPO 通过限制新旧策略概率比的变化,避免过大步长导致策略崩塌。但其同等限制上 / 下方向变化,常会过度压制低概率 token 的提升,导致熵快速下降、探索不足。
生效机制解析:
1. 模型能力依赖性:
各个模型在不同裁剪上限下的训练趋势对比。
各个模型在使用不同裁剪上限下的熵变化趋势。
2. 从语言结构视角解析:
3. 上界选择的 “Scaling Law”:
各个模型使用不同裁剪上限的准确率变化趋势。
损失聚合方式:token-level 更适合 Base 模型
理论介绍
当前主流方案分别有 sequence-level loss 和 token-level loss:
关键发现:
各个模型上采用不同损失聚合方式的准确率变化趋势。
过长样本过滤:效用依赖于模型输出特征
理论介绍
训练时设定最大生成长度,复杂推理常被截断,尚未给出结论就被判负,形成 “错误惩罚” 噪声,污染学习信号。过滤策略:对超长 / 截断样本的奖励进行屏蔽,避免把 “尚未完成” 当成 “错误”, 从而引入噪声。
实验发现
1. 推理长度影响:
不同训练长度下是否使用超长样本过滤的实验表现。
2. 生效机制探究:
极简新范式:Lite PPO—— 两步胜五技
综合上述系统分析,该研究提出 Lite PPO—— 一个仅包含两项技术的简化 RL 流程:
在以基础模型为初始策略的设置下,Lite PPO 在多个数学推理任务上达到甚至超过 DAPO 等融合五项技巧的复杂方法的表现。其优势体现在:
这充分说明:“技巧堆叠” 并非性能提升的主要途径,合理的组合能带来更强的鲁棒性和高效性。
结论
本文贡献主要体现在三方面:
1. 建立首个系统性对比框架
对归一化、剪裁、损失聚合、样本过滤等关键技术进行了独立、可控的实证分析,明确了各项技术的适用边界。
2. 验证极简设计的优越性
提出的 Lite PPO 方案表明,复杂的 “多技巧堆叠” 并非必要。在多数实际场景下,精简而有针对性的技术组合反而更具鲁棒性和可扩展性。
重庆证券配资网3. 推动可复现与标准化研究
基于开源 ROLL 框架开展实验,所有配置公开,为后续研究提供了可复现基准,有助于提升领域透明度与协作效率。
从中我们获得如下启发:
关于 ROLL 团队
本研究由阿里巴巴 ROLL 团队完成。ROLL 是一套面向高效、可扩展、易用的强化学习训练框架,支持从十亿到千亿参数大模型的优化训练,已在多个场景中展现出显著性能提升。
此次论文正是 ROLL 团队在开源框架实践中的又一次探索成果,未来,ROLL 团队将持续关注 RL 社区发展并分享更多实践经验。同时,我们也将继续完善自研的 ROLL 框架,以灵活地适应各种技术,为在各种场景中有效应用强化学习提供实用支持。

项目地址:github.com/alibaba/ROLL线上交易平台
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