以 KL 换 KL:采用控制变量基线的同策略蒸馏
KL for a KL: On-Policy Distillation with Control Variate Baseline
精选理由
提出低成本控制变量基线,降低大模型在策略蒸馏的梯度方差,提升训练稳定性并保持性能。
AI 摘要
arXiv:2605.07865v2 公告类型:替换 摘要:同策略蒸馏(OPD)已成为大语言模型的主流后训练范式,尤其是在推理领域。然而,由于单样本蒙特卡洛估计器的梯度方差较高,OPD 在实践中仍然不稳定,稳定训练的方法也尚不成熟。我们提出了 vOPD(采用控制变量基线的同策略蒸馏),将 OPD 表述为策略梯度强化学习,并通过引入强化学习文献中的控制变量基线——通常为价值函数——来提升其稳定性。我们证明,OPD 的价值函数具有闭式表达式:学生模型与教师模型之间逐词元的负反向 KL 散度,可直接从现有前向传播中获得,无需额外的评论家模型或推理。现有的稳定化方法要么在整个词表上计算完整的词元级反向 KL 散度,带来显著开销;要么将其限制在 top-k 支持集上,使目标产生偏差。相比之下,vOPD 保留了轻量级的单样本估计器,并将价值函数作为停止梯度传播的基线予以减去,从而在降低方差的同时保持梯度无偏。此外,我们表明,对基线采用 top-k 近似能够进一步降低成本,而不损害性能。在数学、科学和指令遵循基准测试中,vOPD 始终优于基础 OPD,并达到成本最高的全词表方法的水平,通过具有理论依据的强化学习方差缩减方法,高效地提升了 OPD 的稳定性。