掩码扩散模型后训练不再随机抽块:全块估计器让每块只算一次,五个基准中四个准确率最高
核心概要
掩码扩散语言模型的后训练依赖对分块代理目标的蒙特卡洛估计,而原有做法随机抽取块索引,同一块可能被重复计算、另一些块从未被评估。全块估计器改为让每个块恰好评估一次再取平均,理论分析表明它保持无偏并消除块选择带来的组间方差;在数学、规划和编码五个基准上,它在四个基准上取得最高准确率,相对随机块采样基线平均高出12.79分。
深度剖析
掩码扩散语言模型的后训练中,分块代理目标的蒙特卡洛估计改为覆盖全部块,每个块恰好评估一次后取平均,不再随机抽取块索引。 此前的估计方案随机采样块索引,因此可能把同一个块评估多次,同时留下一些块完全未被评估,块选择本身给估计带来方差。 在块数C=4、采样数K=4的模拟中,8次独立试验里每次至少有一个块未被选中;按推导,K=C=4时至少一个块从未被选中的概率约为0.91。
这一改动只替换估计器,分块代理目标本身保持不变,因此可以直接接入现有的掩码扩散模型后训练流程。 已有工作分别从策略优化规则、代理目标设计以及似然近似的偏差与方差控制入手,估计器本身的设计此前未被单独考察。 实验以LLaDA-8B-Instruct为基座模型,用QLoRA微调,在GSM8K、MATH-500、Countdown、Sudoku和HumanEval五个基准上训练4000步,所有对比方法共用同一套超参数。
在五个基准上,全块估计器在四个基准上取得最高准确率,相对随机块采样基线平均提升12.79分。 与随机块采样基线相比,全块估计器在全部五个基准上都更好;与最强基线SPG相比,五基准简单平均高出5.05分。 具体数值为GSM8K 82.26、MATH-500 38.00、Sudoku 91.39、HumanEval 36.59;在Countdown上为66.41,比随机块采样高22.27分,但低于SPG的70.31。
估计质量的提升在估计器层面可以直接测量:在GSM8K上,K=4的全块估计器与参考值的秩相关为0.878、均方根误差为50.1。 同样K=4的随机块采样秩相关为0.602、均方根误差为136.0,全块估计器的精度大致相当于随机块采样用到约32个样本时的水平。 方差比在五个数据集上介于0.08到0.12之间,说明全块估计器的方差约为随机块采样的十分之一;但策略梯度层面的方差比在0.79到0.96之间。
启示与展望
实验以LLaDA-8B-Instruct为基座模型,用QLoRA微调4000步,覆盖数学、规划和编码三类任务共五个基准,块数取C=4,并在C=8时对GSM8K与MATH-500做了补充验证。评估只使用各方法的最终检查点,未比较中间检查点的准确率。
作者指出,估计器层面的方差降低并未同等传递到策略梯度层面,策略梯度方差比在0.79到0.96之间,因此准确率提升不一定来自梯度方差下降;全块估计器在每一步都向每个块提供学习信号,这两个因素各自贡献多少尚未拆分。作者还说明,受计算资源限制未增加训练步数或GRPO组大小,未验证与PPO、DPO等其他策略优化方法的组合,也未确认在开放式自然语言生成和摘要等任务上的效果;全块并行评估的显存占用随块数线性增长,扩展到连续或高维随机变量需要近似处理。
