教师是指南针,而非终点:在线蒸馏中外推 RL 引入的表示残差

Hugging Face Daily Papers 论文

摘要

论文提出了 RIDE(RL-Induced Direction Extrapolation,RL 引入方向外推),该方法在在线蒸馏过程中于隐状态空间而非输出空间外推 RL 引入的表示残差,使学生模型在多种模型规模与架构下逼近甚至超越 RL 训练的教师模型。

在线蒸馏(OPD)训练学生模型在其自身生成的轨迹上匹配教师模型的下一 token 分布,并已带来显著的实证收益。广义变体通过在外推输出空间中的隐式奖励,使学生能够超越教师。然而,语言模型头会以各向异性的方式削弱这种变化:教师隐状态中编码的大部分变化只有很小一部分权重能够传导至 logits,而输出空间外推所依赖的采样 token 对数概率比会注入噪声并被外推放大,导致训练不稳定。我们观察到,强化学习(RL)会改变模型内部表示相对其基座检查点的状态,且这种偏移的方向可在每一层上被度量。受此启发,我们提出 RIDE(RL-Induced Direction Extrapolation),直接在表示空间中外推 RL 引入的变化:在每一层、每个 token 位置上,RIDE 计算教师与其 RL 前检查点之间的残差,并将学生的隐状态回归到沿该残差方向、位于教师之外的目标上。在给定采样轨迹的条件下,该回归等价于最大化一个由残差定义、以教师为中心的二次惩罚下的线性方向奖励,这明确刻画了目标函数如何推动学生沿 RL 引入的方向前进,同时限制其对教师的偏离。在覆盖不同规模、架构与预训练谱系的四组基座/RL 教师配对中,RIDE 在每一对上都逼近或超越了 RL 训练的教师,且是唯一在均值上做到这一点的方法;它还持续优于输出空间外推——后者在教师接近其基座时总会损害学生的表现。项目主页:https://github.com/xixixixixxxx/RIDE。
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论文页面 - The Teacher Is a Direction, Not a Destination: Extrapolating RL-Induced Representation Residuals in On-Policy Distillation

来源:https://huggingface.co/papers/2609.36484

摘要

On-policy distillation(OPD,在线策略蒸馏)让学生模型在自己的轨迹上匹配教师模型的下一 token 分布来完成训练,并已取得显著的实证收益。其推广变体允许学生通过在输出空间中对一个隐式奖励进行外推,从而超越教师。然而,语言模型头会以各向异性的方式削弱这种变化:教师隐藏状态中编码的大部分变化,只有很小一部分权重能够抵达 logits;而输出空间外推所依赖的采样 token 对数概率比会注入噪声,外推又会放大这些噪声,导致训练不稳定。我们观察到,强化学习(RL)会使模型的内部表示相对其 base checkpoint 发生偏移,而这一偏移的方向可以在每一层上被度量。受此观察启发,我们提出了 RIDE(RL-Induced Direction Extrapolation,RL 诱导方向外推),它直接在表示空间中对 RL 引起的变化进行外推:在每一层和每个 token 位置上,RIDE 计算教师与其 pre-RL checkpoint 之间的残差,并将学生的隐藏状态回归到沿该残差方向、被推移到教师之外的目标上。在给定一条采样轨迹的条件下,这种回归等价于最大化一个由该残差定义的线性方向奖励,并配以以教师为中心的二次惩罚项,从而清楚地说明了目标函数如何沿着 RL 诱导的方向推动学生,同时限制其对教师的偏离。在覆盖不同规模、架构和预训练谱系的四组 base/RL 教师配对上,RIDE 在每一对上都接近或超过了 RL 训练得到的教师,也是唯一在均值上做到这一点的方法;并且它始终优于输出空间外推——后者只要教师接近其 base checkpoint,就会损害学生的表现。

项目页面:https://github.com/xixixixixxxx/RIDE

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