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本文由马普所联合清华大学等机构共同完成。第一作者为清华大学硕士生罗一夫,研究方向为生成模型的后训练,尤其是大语言模型的蒸馏学习与扩散模型的强化学习后训练,目前已经在 NeurIPS、ICML 等顶级国际会议上以第一作者身份发表多篇论文。通讯作者为马普所首席研究员刘世伟博士。

在线自蒸馏学习(On-policy Self-distillation, OPSD)已经在大语言模型领域刮起了一股旋风。作为一种新兴的后训练手段,OPSD 凭借着密集监督信号的独特优势,展现出了超越 RL 的后训练效果,尤其是远超 RL 数倍的训练效率。但对于扩散大语言模型 (diffusion Large Language Models, dLLMs),OPSD 在其上的应用仍然是一片空白,有待探索。

另一方面,目前针对(自回归)大语言模型的 OPSD,普遍采用将参考解作为特权信息加入教师模型 prompt 中这一范式。这种方式简单直接,但也天然具有一定缺陷。例如,近期的相关工作表明,这一范式虽然给予了教师模型独特的先验知识,但也会让学生模型在蒸馏学习中产生幻觉,导致在最终推理时会默认 “参考解” 的存在,从而无法给出正确答案。

以上问题均指向同一个归宿:针对扩散大语言模型,有没有一种更为合适的 OPSD 范式?近期,清华大学和马普所等机构的研究者们联合推出的 d-OPSD,给这一问题提供了完美的答案。这是第一个针对扩散大语言模型的 OPSD 范式,无需参考解,无需额外的教师模型,只需要 RL 十分之一的训练步数,便可以达到或超出 RL 的后训练效果。d-OPSD 巧妙规避了教师模型对参考解的依赖,而是采用完全 On-policy 的学生轨迹来作为反馈给教师模型的特权信息。这一范式跳出了现有的 OPSD 桎梏,为扩散大语言模型,以及自回归大语言模型的后训练,揭示了全新的道路与方向。

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  • 论文标题:Learning from the Self-future: On-policy Self-distillation for dLLMs.
  • 论文地址:https://arxiv.org/pdf/2606.18195
  • 代码地址:https://github.com/xingzhejun/d-OPSD

从学生生成的自我 “未来” 出发

d-OPSD 最大的创新点,便是针对 dLLMs 的任意顺序生成特性,彻底重构了 OPSD 中教师模型的构建方法。不同于自回归模型严格遵循从左向右的顺序生成,dLLMs 迭代解码的特性使其具备任意顺序生成的能力,而这也为特权信息的注入提供了新的可能性。具体来说,d-OPSD 彻底抛弃了参考解注入的形式,而是让学生模型先自己在线采样,然后再将这些学生的自我 “未来” 随机保留,反馈给教师模型作为特权信息。除此之外,针对 dLLMs 迭代解码的特性,d-OPSD 也特意将 OPSD 的监督层级从 token 上升至 step,这为 OPSD 带来了更为精准的密集监督信号。

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d-OPSD 的以上做法有两个好处。第一,特权信息也彻底变为 On-policy 由学生模型生成。之前的 OPSD 范式仅仅是在轨迹生成上由学生模型驱动,但在特权信息的注入上仍然是 Off-policy 的静态参考解。与之相比,d-OPSD 则进一步将 On-policy 的特性贯彻到底。打个比方来说,这种做法就相当于穿越小说中的主角,先让其经历人生未来中的重要选择与对应结果,然后再让其重生,成为 “先知先觉” 的金手指。第二,这种自教师构建能够带来合适的 “教师 - 学生” 差异。在蒸馏学习中,教师和学生之间的重叠与差异直接决定了训练效果的好坏。一个好的教师模型,既不能与学生差异过大(否则导致无法学习),也不能差异过小(否则导致无从学习)。D-OPSD 的研究团队经过严谨的实验,证明了其新颖的教师构建方式恰好能让教师模型处在一个 “拥有学生不会的新知识,但又能和学生拥有相当的共同语言” 的完美生态位,保证了蒸馏学习的知识迁移(详见下文)。

为了全面评估 d-OPSD 的有效性,研究团队在四个数学推理 benchmark 上进行了实验,并对比了 RL、SFT 等多种方法。结果显示,d-OPSD 不仅在大部分任务上展现出了更好的推理表现,更是在训练效率上远远超出了 RL。相比于 RL 需要上千步才能完成后训练的收敛,d-OPSD 仅仅只需要数百步便可以完成训练。这种对比再一次体现出了 d-OPSD 的设计优越性。

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d-OPSD 的研究团队也特意针对传统的 “参考解注入” 这一 OPSD 范式进行了对比实验。在多个数学推理任务上,d-OPSD 均展现出了更好的推理能力。更为重要的,如前文所述,d-OPSD 为自教师模型找到了更为合适的生态位。研究团队以学生与教师模型之间的 TopK-distribution-overlap 为指标,全面地衡量了教师与学生之间的模型差异。结果显示,传统自回归模型中的 “参考解注入” 其实并不能带给教师模型足够的新知识,学生与教师之间过大的 overlap 限制了蒸馏学习的上限。与之相对的,d-OPSD 的范式为教师模型带来了足够的新知识(thinking mode),从而突破了后训练的上限。

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在论文中,研究团队介绍了更多的方法与实验细节,并且实验代码也已经全部开源。d-OPSD 最大的意义,不仅在于它是第一个针对扩散大语言模型的在线自蒸馏学习范式,更在于它跳出了之前的 “参考解” 桎梏,为 OPSD 以及 OPD 提供了全新的思考与更多的可能性,并提供了一种切实可行的高效后训练路径。虽然方法不断迭代,路径不断更替,但最终的通用智能,一定诞生于简洁高效的训练手段,以及富有知识性的智能模型。

论文链接:https://arxiv.org/abs/2606.18195