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利用分佈感知推測解碼將強化學習 rollout 速度提升高達 50%

文章摘要

Rollout 是強化學習後訓練中的隱形瓶頸。DAS 通過自適應推測解碼解決了這一問題——速度提升高達 50%,且獎勵質量零下降。

利用分佈感知推測解碼將強化學習 rollout 速度提升高達 50%
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在大型語言模型的後訓練中,強化學習(RL)已成為提升推理能力的關鍵技術。然而,隨着模型規模的增長,一個被稱為“rollout”的階段正逐漸成為主要的性能瓶頸。Rollout 階段要求模型為批次中的每個提示生成完整的響應序列,而最慢的生成決定了整個步驟的耗時。這導致了一個典型的“長尾”問題:大多數序列很快完成,但少數異常長的序列(稱為 straggler)迫使整個批次等待,使得大量 GPU 計算資源處於空閒狀態。據統計,rollout 階段消耗了總訓練時間的高達70%,超過了反向傳播和參數更新的總和。

為了解決這一瓶頸,研究人員提出了分佈感知推測解碼(DAS)框架。DAS 通過兩個核心組件實現了顯著加速:自適應後綴樹草稿模型和長度感知調度策略。自適應後綴樹草稿模型基於最近的 rollout 軌跡構建後綴樹,並通過匹配當前上下文與歷史記錄來生成推測草稿。由於無需梯度更新,該草稿模型能夠隨着策略的演化自我調整,始終保持與最新策略的同步。長度感知調度則包括跨 GPU 負載均衡(防止長序列集中在單個工作節點)和 GPU 內預算分配(根據歷史統計動態劃分長、中、短請求,並分配不同的推測預算)。

實驗結果表明,DAS 在數學推理任務上(使用 DeepSeek-R1-Distill-Qwen-7B 模型)實現了超過 50% 的 rollout 時間減少,且獎勵曲線與基線完全一致,説明訓練信號未受任何影響。在代碼生成任務上(使用 Qwen3-8B 模型),DAS 實現了約 25% 的加速,同時保持了獎勵質量。此外,DAS 的優勢在不同序列長度(8k–16k)和批次大小(16–32)下均能保持,證明了其魯棒性。

DAS 具有三個顯著特點:一是無損加速,其輸出與標準解碼完全相同,訓練曲線無差異;二是魯棒性強,適用於多種配置;三是零成本適應,草稿模型自動從 rollout 歷史中演化,無需梯度更新或人工維護。隨着強化學習後訓練在越來越大的模型上應用,rollout 瓶頸將愈發突出。DAS 為實際部署提供了一條有前景的路徑,可將計算成本降低高達 50%,同時不犧牲模型質量。

展開要點與分析

文章情報

工程師進階

要點

  • DAS 可在不影響獎勵質量的情況下,將強化學習 rollout 時間減少高達 50%。
  • 它使用自適應後綴樹草稿模型,該模型從 rollout 歷史中自我演化。
  • 長度感知調度緩解了長尾 straggler 問題。
  • 在數學和代碼強化學習任務上均實現了加速。

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