Thinking Machine新研究刷屏!结合RL微调,小模型训练更具性价比

  Thinking Machine 最新研究正在被热议!

  创始人、OpenAI 前 CTO Mira Murati 亲自转发后,一众围观大佬开始惊叹其研究价值(截不完、根本截不完):

  根据 Mira Murati 的提炼,原来他们提出了一种让小模型更懂专业领域的 LLM(大语言模型)后训练方法——On-Policy Distillation (在线策略蒸馏)

  这个方法的精髓,可以打个比方。想象一下,以前训练 AI 有两种主流方式:

  • 实战演戏(如强化学习等在线策略方法):让它自己摸索、从错误中成长,学得灵活,但非常耗时耗力。
  • 请家教(如监督微调等离线策略方法):直接把正确答案喂给它,效率高,但学得死板。

  而 On-Policy Distillation 相当于请了一位天才教练。这位教练一边让 AI 自己动手解题(实战),一边在它卡壳或犯错时,立刻给出关键提示和正确答案(家教)。

  这样做最大的好处就是“性价比”超高。实验结果证明,用这种方法来教小模型数学——达到同样水平,所需的训练步骤少了7-10 倍;整体算下来,效率提升了 50-100 倍。

  这意味着,一些资源受限的个人或小公司,也能高效地训练出在特定领域很能打的“小模型”了。

  包括翁荔在内,难怪大家看完都直呼:优雅、实在是优雅!

  而且啊,当我们扒完相关博客后才发现,On-Policy Distillation 的价值还不止于此——

  在线策略蒸馏:结合两种范式的最佳实践

  论文指出,要让模型具备强大的专业领域能力,通常会经历以下三个过程:

  • 预训练 (Pre-training): 教会模型通用能力,比如语言使用、广义推理、世界知识。
  • 中训练 (Mid-training): 传授领域知识,比如代码、医学数据库、公司内部文档。
  • 后训练 (Post-training): 这是最后也是至关重要的一步,需要引导模型产生目标行为,比如按指令操作、解决数学题、聊天等。

  而他们这次就把目光放在了后训练上。

  截至目前,后训练阶段诞生了两大主流范式,即开头提到的在线策略 (On-policy) 和离线策略 (Off-policy) 训练。

  考虑到两种方式各有其优缺点,所有这次他们选择“取其精华去其糟粕”,来一个巧妙的融合——

  将在线策略的自主探索与离线策略的密集监督结合起来,以创造一个“两全其美”的训练框架。

  具体来说,他们核心想让学生模型在自己生成的轨迹上学习,但每一步(注意是每一步)都由一个更强大的教师模型进行细致的评分和指导。(就像解题一样,学生给出每一步解题过程,教师给每一步打分)

  相关流程大致如下:

  • 初始化教师模型:找一个实力强大的模型当老师(通用模型或经过专门训练的专家模型均可),它只负责计算概率,而不需要进行反向传播更新梯度。
  • 学生采样轨迹:让学生模型自主解题,过程中需记录下它在每一步选择每个 token 的对数概率。
  • 教师逐步评分:将学生模型生成的轨迹,原封不动地交给教师模型。教师模型会对这个轨迹的每一个 token 进行评估,计算出在相同的上下文下,它自己生成这个 token 的对数概率。然后,通过学生和教师的对数概率之差,可以计算出两者在每一步的分歧 (Divergence)。
  • 使用分歧作为奖励进行训练:最后使用上述分歧作为奖励信号,来更新学生模型。

  这里重点介绍一下“KL 散度 (Negative reverse KL divergence) ”这一评估分歧的指标。

  简单来说,当学生模型与教师模型的行为一致时,KL 散度为零;当学生模型的选择与教师模型的期望相差甚远时,KL 散度会变得很大,从而产生一个强烈的负面奖励(惩罚)。

  学生模型的目标就是通过训练,最小化这个 KL 散度——换言之,越像老师奖励越高,越不像惩罚越狠。

  这种逆向 KL 散度具备两个非常优秀的特性:

  一是能防作弊。传统强化学习中,模型可能学会钻空子,用一些看似正确实则取巧的方式获得高分。而现在,评判标准直接锚定教师模型的“真知灼见”,学生只有真正学到精髓才能获得高分,堵死了作弊空间。

  二是让学习过程更加稳定和聚焦。它能让学生模型精准锁定教师模型展现的“最优解法”,避免在多个普通答案间摇摆不定,从而确保学习过程更稳定、结果更出色。

  基于上述方法和特性,他们进行了两个实验来验证其效果。

  实验一:将 32B 大模型的数学能力快速教给 8B 小模型

  教师模型:Qwen3-32B

  学生模型:Qwen3-8B-Base

  所有实验从一个共同起点开始:学生模型通过传统训练(监督微调),在数学基准 AIME’24 上已达到 60 分。研究目标是将性能从 60 分提升至 70 分。

  为达成目标,研究人员对比了三种方法的计算成本:

  • 继续传统训练:大约需要额外训练 200 万个样本,计算开销非常巨大;
  • 强化学习:根据 Qwen3 团队的技术报告,在一个相似的 SFT 初始化模型之上,通过强化学习将性能提升到 67.6%,花费了 17920 个 GPU 小时。这个成本与训练 200 万个 SFT 样本的成本大致相当;
  • 在线策略蒸馏:仅用了大约 150 个训练步骤就达到了 70% 的目标分数,与外推到 200 万样本的 SFT 相比,在线策略蒸馏的计算成本砍掉了9~30 倍。

  而且如果从 GPU 小时的角度看,由于教师模型计算对数概率 (log-probs) 的过程可以高效并行化,实际节省的时间成本可能更接近 18 倍。

  这个实验有力证明了在线策略蒸馏在计算效率上的巨大优势。它用远低于传统 SFT 或 RL 的成本,实现了同等甚至更好的性能提升。

  实验二:打造兼具知识性与通用性的企业 AI 助理

  目前存在的问题是:给 AI 学习新知识(公司内部文档)时,它会忘记旧技能(对话交流)。

  假如使用传统微调方法向模型注入内部知识,往往会出现严重的“灾难性遗忘”——内部知识得分显著提升(从 18% 升至 43%),但通用能力大幅下降(从 85% 暴跌至 45%)。

  而且无论怎样调整数据配比,都无法同时保住两项能力。

  于是他们想到了,当模型因学习新知识而“遗忘”部分通用能力后,可以使用在线策略蒸馏进行修复——让“失忆”的模型向它自己最初的、能力完整的版本学习。

  结果意外发现,模型的通用能力几乎完全恢复(从 79% 回升至 83%),同时新知识未被破坏(反而从 36% 提升至 41%)。

  这说明,在线策略蒸馏是解决 AI“灾难性遗忘”的有效工具。它能够在不损害新学技能的前提下,精准地恢复模型遗忘的核心能力,为实现 AI 的“终身学习”提供了关键技术支持。

  论文核心作者 Kevin Lu

  最后看一下这项研究的核心作者——Kevin Lu(论文唯一单独提到的)。

  今年 8 月,Kevin Lu 离开 OpenAI 转身投入 Thinking Machine 的怀抱。

  在 OpenAI 工作期间,他领导了 4o-mini 发布,并参与 o1-mini、o3 发布,主要研究强化学习、小模型和合成数据。

  很明显,这一次的研究也和其之前的工作息息相关。

  论文:

  https://thinkingmachines.ai/blog/on-policy-distillation/