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残差上下文扩散语言模型

文章摘要

研究人员提出残差上下文扩散(RCD),通过回收块级扩散语言模型中被丢弃令牌的表示来提升准确率并减少去噪步骤。

残差上下文扩散语言模型
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扩散大语言模型(Diffusion Large Language Models,dLLMs)近年来被视为纯自回归语言模型之外的一条颇具前景的替代路线,其核心优势在于能够并行解码多个 token,从而在推理效率上展现出潜力。然而,当前最先进的块式(block-wise)dLLM 普遍依赖一种被称为“重掩码”(remasking)的机制:在每一步中只解码置信度最高的那些 token,而把其余 token 直接丢弃。这种做法虽然保证了解码质量,却让大量已经完成的计算被白白浪费。来自加州大学伯克利分校等机构的研究团队指出,这种浪费其实是可以避免的,因为那些被丢弃的 token 表示中仍然保留着对后续解码迭代有用的上下文信息。

基于这一观察,论文提出了“残差上下文扩散”(Residual Context Diffusion,简称 RCD)模块。其基本思路是:不再将被丢弃 token 的表示直接舍弃,而是把它们转化为上下文残差(contextual residuals),并在下一个去噪步骤中重新注入模型。这样一来,之前迭代中已经获得的信息得以循环利用,模型无需从零开始重新推断,从而在相同计算预算下获得更高质量的解码结果。RCD 的另一个关键设计是采用解耦的两阶段训练流程,以绕开反向传播过程中常见的内存瓶颈问题,使该方法能够在实际规模的大模型上落地训练。

在实验部分,研究团队分别在面向长思维链(long CoT)推理的 SDAR 模型和面向短思维链指令跟随的 LLaDA 模型上验证了该方法。结果显示,一个标准的 dLLM 只需约 10 亿 token 的额外训练,就能高效地转换为 RCD 范式。在广泛的基准测试中,RCD 让前沿 dLLM 的准确率稳定提升 5 至 10 个百分点,而额外带来的计算开销极小。尤为引人注目的是,在最困难的 AIME 数学任务上,RCD 几乎将基线准确率翻倍;同时在达到同等准确率水平时,所需的去噪步数最多可减少 4 至 5 倍。

该工作由 Yuezhou Hu、Harman Singh、Monishwaran Maheswaran 等人共同完成,Haocheng Xi、Coleman Hooper、Jintao Zhang、Aditya Tomar、Michael W. Mahoney、Sewon Min、Mehrdad Farajtabar、Kurt Keutzer、Amir Gholami 与 Chenfeng Xu 参与合作,论文于 2026 年 7 月发布。从更广的视角看,这项研究回应了扩散语言模型在推理效率上的一个关键痛点:如何在保持并行解码优势的同时,不浪费已有计算。RCD 通过回收被重掩码丢弃的上下文信息,为 dLLM 的解码流程提供了一种低开销、易迁移的增强方案,也为后续关于扩散模型采样策略与训练流程的研究提供了新的思路。

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要点

  • RCD 将重新掩码丢弃的令牌表示转化为上下文残差并注入下一步去噪。
  • 采用解耦两阶段训练流程以规避反向传播的内存瓶颈。
  • 仅用约 10 亿令牌即可将标准 dLLM 转换为 RCD 范式。
  • 在 AIME 等基准上准确率近乎翻倍,同等准确率下去噪步骤减少 4-5 倍。

要点与分析由自动化流程生成,可能有误,请结合原始来源核实。