大语言模型后训练强化学习技术演进 - 大语言模型后训练过程通过强化学习优化模型输出内容符合任务偏好 预训练使模型掌握通用语言能力 但后训练强化特定领域知识和应用能力 增强模型适应性和灵活性[5] - 强化学习核心是反馈机制 目标是增加好结果出现概率 降低坏结果出现概率 在大模型训练中采用人类反馈方式[5][8][9] PPO强化学习算法 - PPO采用近端策略优化机制 加入Critic价值函数和CLIP操作 保证策略更新不过度同时高效提升性能 成为强化学习领域标准方法之一[11] - PPO损失函数包含Critic价值函数评估相对进步程度 显著降低训练过程方差 同时采用Clip策略限制新策略相对于旧策略动作概率变化幅度 避免模型更新幅度过大[11][13] GRPO算法创新 - GRPO去除PPO中Critic价值函数 采用策略模型多次输出采样奖励平均值作为基准线 超过平均值视为正向Advantage 低于为负向Advantage 大幅降低内存需求和计算成本[14][16] - GRPO内存需求为基础模型0.5倍 训练速度比PPO快3-5倍 采用单策略网络架构 优势估计采用统计型群体投票方式[18] - GRPO存在严重稳定性问题 容易导致训练崩溃 需要大量数据降低策略梯度方差 中小规模训练中稳定性缺陷致命[18][19] DAPO算法改进 - DAPO在GRPO框架内进行工程改进 让Qwen2.5-32B模型在AIME 2024基准获得50分 优于同等规模DeepSeek模型 训练步数少50%[20] - 采用Clip-Higher机制将剪辑上下限解耦为ε_low和ε_high 增加ε_high值为低概率token留出更多空间 提升训练早期熵[21] - 实施动态采样过滤奖励为1和0的提示语 保留有效梯度样本 提高训练效率 采用Token级策略梯度损失保证长序列所有token公平贡献batch loss[21][22] GSPO范式突破 - GSPO将重要性采样从token级提升到序列级 基于整个序列似然度计算重要性比值 显著降低长序列中积累的高方差 提高训练稳定性[25][29][31] - 序列级重要性采样进行长度归一化 避免importance ratio对长度敏感造成不稳定 同一序列所有token共用同一重要性权重 裁剪时作用于整个回答而非部分token[31] - GSPO损失函数采用序列级重要性权重和clip操作 成为Qwen3强化学习核心实践框架 可能成为未来后训练强化学习新标准[25][31] GFPO多属性优化 - GFPO解决GRPO依赖单一标量奖励信号问题 可同时优化多个响应属性如简洁性和准确度 避免模型响应长度大幅增加[33] - 采用显式过滤机制为每个问题采样更大候选响应组 过滤不符合目标属性响应 在所选组内使用标准奖励计算相对优势 无需复杂奖励工程[33][34] - GFPO主要干预Advantage估计层面 可与任何GRPO类似方法兼容 包括DAPO或带有Dual-Clip PPO损失的GRPO[35] GRPO其他缺陷 - GRPO存在奖励歧义性问题 多个奖励信号被合并为单一标量信号 模型无法知道具体因什么行为被奖励 即使调整不同奖励组件权重仍只能看到总奖励[39][41] - 在推理任务中 GRPO丢弃所有中间文本反馈 仅使用数值化奖励信号 文字反馈对模型有帮助但完全无法利用[43] - 多轮推理任务中每轮反馈重新输入到基础模型prompt 导致指数级分支 使GRPO在多轮任务训练变得非常困难[44]

大模型后训练强化学习技术演进 - GRPO已成为大模型通用的强化学习算法，能够应用于广泛的后训练任务，各大研究团队近期发布的重磅成果如DAPO、GSPO、GFPO均是对GRPO范式的改进 [4][5][38] 后训练与强化学习基础 - 大语言模型开发包含预训练和后训练两个关键阶段，预训练使模型掌握通用语言能力，后训练则强化模型在特定领域的知识和应用能力，增强模型适应性和灵活性 [11][12] - 强化学习是后训练中不可或缺的核心部分，其核心机制是通过反馈增加好结果出现概率并降低坏结果出现概率 [13][14] - OpenAI在GPT训练中采用RLHF方法，通过人类反馈训练agent生成更有用的输出，但直接使用反馈会导致激励不充分和方差过大问题 [17][19] PPO机制及其局限性 - PPO通过引入Critic价值函数将绝对Reward反馈转变为相对评估的Advantage机制，显著降低训练方差 [21][22][23] - PPO采用Clip策略限制新策略相对于旧策略的动作概率变化幅度，避免模型单次更新幅度过大，同时加入Reference Model和KL散度作为双保险保障更新稳定性 [24][25][26] - PPO需同时训练策略模型和Critic模型，Critic模型大小与策略模型相同，带来额外内存和计算负担，训练成本高且难以扩展 [29] GRPO创新与优势 - GRPO通过去掉Critic模型解决PPO高成本问题，采用策略模型多次输出采样的平均Reward作为baseline计算Advantage，大幅降低内存需求和计算复杂度 [30][31][34][35] - 相比PPO需要基础模型3倍内存，GRPO仅需0.5倍内存，训练速度快3-5倍，采用单策略网络架构更简单直观 [37] - 但GRPO存在严重稳定性问题，容易导致训练崩溃，需要足够多的Batch数据来降低策略梯度方差，对中小规模训练不友好 [39] DAPO优化方案 - DAPO针对GRPO实践问题提出四项优化：Clip-Higher机制通过解耦剪辑范围提升训练早期熵值；动态采样过滤无效梯度样本；Token级策略梯度损失保证长序列所有token公平贡献；超长奖励调整避免过长响应 [42][43][44] - 使用DAPO算法让Qwen2.5-32B模型在AIME 2024基准获得50分，优于同等规模DeepSeek模型且训练步数少50% [41] GSPO范式突破 - GSPO将重要性采样从token级提升至序列级，基于整个序列似然度计算重要性比值，显著降低长序列方差积累问题，提高训练稳定性 [48][53][54] - 序列级重要性采样进行长度归一化，避免不同回答长度带来的不稳定，且裁剪时作用于整个序列而非部分token，更符合奖励信号整体性 [56][57][58] - 该方法很可能成为未来后训练强化学习新标准，特别适合专家混合模型场景 [59] GFPO多属性优化 - GFPO解决GRPO依赖单一标量奖励难以联合优化多个属性问题，可同时优化简洁性、准确度等属性 [62][63] - 通过为每个问题采样更大候选响应组并显式过滤不符合目标属性的响应，无需复杂奖励工程即可实现多属性优化 [64][67] - GFPO在Advantage估计层面进行干预，可与任何GRPO类似方法兼容 [68] GRPO其他缺陷 - GRPO将多奖励信号合并为单一标量信号，模型无法区分奖励具体来源行为 [73][75] - 在多轮推理任务中会出现指数级分支问题，导致训练非常困难 [79]