Pietra di Paragone d'Oro: un Benchmark Bilingue Completo per Valutare i Modelli Linguistici Finanziari di Grandi Dimensioni

Golden Touchstone: A Comprehensive Bilingual Benchmark for Evaluating Financial Large Language Models

November 9, 2024
Autori: Xiaojun Wu, Junxi Liu, Huanyi Su, Zhouchi Lin, Yiyan Qi, Chengjin Xu, Jiajun Su, Jiajie Zhong, Fuwei Wang, Saizhuo Wang, Fengrui Hua, Jia Li, Jian Guo
cs.AI

Abstract

Con l'aumentare della diffusione dei grandi modelli linguistici nel settore finanziario, c'è un urgente bisogno di un metodo standardizzato per valutarne in modo completo le prestazioni. Tuttavia, i benchmark finanziari esistenti spesso soffrono di una limitata copertura linguistica e di compiti, nonché di sfide come dataset di bassa qualità e scarsa adattabilità per la valutazione dei LLM. Per affrontare tali limitazioni, proponiamo "Golden Touchstone", il primo completo benchmark bilingue per i LLM finanziari, che incorpora dataset rappresentativi sia in cinese che in inglese su otto principali compiti di NLP finanziario. Sviluppato da un'ampia raccolta di dati open source e dalle esigenze specifiche dell'industria, questo benchmark include una varietà di compiti finanziari mirati a valutare approfonditamente le capacità di comprensione e generazione del linguaggio dei modelli. Attraverso un'analisi comparativa dei principali modelli sul benchmark, come GPT-4o Llama3, FinGPT e FinMA, riveliamo i loro punti di forza e le limitazioni nel trattare informazioni finanziarie complesse. Inoltre, abbiamo reso open source Touchstone-GPT, un LLM finanziario addestrato attraverso un continuo pre-addestramento e sintonizzazione istruita finanziariamente, che dimostra ottime prestazioni sul benchmark bilingue ma ha comunque limitazioni in compiti specifici. Questa ricerca fornisce non solo ai grandi modelli linguistici finanziari uno strumento di valutazione pratico, ma guida anche lo sviluppo e l'ottimizzazione della ricerca futura. Il codice sorgente per Golden Touchstone e i pesi del modello di Touchstone-GPT sono stati resi pubblicamente disponibili su https://github.com/IDEA-FinAI/Golden-Touchstone, contribuendo all'evoluzione in corso dei FinLLM e promuovendo ulteriori ricerche in questa area critica.
English
As large language models become increasingly prevalent in the financial sector, there is a pressing need for a standardized method to comprehensively assess their performance. However, existing finance benchmarks often suffer from limited language and task coverage, as well as challenges such as low-quality datasets and inadequate adaptability for LLM evaluation. To address these limitations, we propose "Golden Touchstone", the first comprehensive bilingual benchmark for financial LLMs, which incorporates representative datasets from both Chinese and English across eight core financial NLP tasks. Developed from extensive open source data collection and industry-specific demands, this benchmark includes a variety of financial tasks aimed at thoroughly assessing models' language understanding and generation capabilities. Through comparative analysis of major models on the benchmark, such as GPT-4o Llama3, FinGPT and FinMA, we reveal their strengths and limitations in processing complex financial information. Additionally, we open-sourced Touchstone-GPT, a financial LLM trained through continual pre-training and financial instruction tuning, which demonstrates strong performance on the bilingual benchmark but still has limitations in specific tasks.This research not only provides the financial large language models with a practical evaluation tool but also guides the development and optimization of future research. The source code for Golden Touchstone and model weight of Touchstone-GPT have been made publicly available at https://github.com/IDEA-FinAI/Golden-Touchstone, contributing to the ongoing evolution of FinLLMs and fostering further research in this critical area.

Summary

AI-Generated Summary

Panoramica dell'Articolo

La ricerca introduce "Golden Touchstone", il primo benchmark bilingue per valutare modelli linguistici finanziari, presentando Touchstone-GPT e confrontando vari modelli sul benchmark per migliorare le prestazioni e l'ottimizzazione futura.

Contributo Principale

  • Introduzione di Golden Touchstone come benchmark bilingue per modelli linguistici finanziari.
  • Presentazione di Touchstone-GPT, un modello LLM finanziario specializzato.
  • Analisi comparativa dei modelli sul benchmark per identificare punti di forza e limitazioni.

Contesto della Ricerca

  • La ricerca si concentra sull'analisi delle prestazioni dei modelli linguistici nel contesto finanziario bilingue.
  • Vengono valutati compiti NLU e NLG, evidenziando la necessità di miglioramenti mirati.
  • Si propone un benchmark unificato per migliorare la valutazione dei modelli finanziari.

Parole Chiave

  • Golden Touchstone
  • Modelli Linguistici Finanziari
  • Benchmark Bilingue
  • Touchstone-GPT
  • Prestazioni dei Modelli

Contesto

La ricerca si basa sulla necessità di valutare modelli linguistici finanziari in inglese e cinese, affrontando le limitazioni dei benchmark precedenti e proponendo una valutazione più completa e accurata.

Lacuna nella Ricerca

  • Mancanza di benchmark bilingue per valutare modelli finanziari.
  • Limitazioni nei benchmark finanziari attuali in termini di compiti e lingue supportate.
  • Necessità di dati di addestramento di alta qualità e architetture più adatte al settore finanziario.

Sfide Tecniche

  • Qualità dei dati nei compiti finanziari ostacola la comprensione accurata.
  • Limitazioni nei modelli nell'affrontare compiti NLP più ampi.
  • Necessità di miglioramenti mirati per affrontare sfide specifiche del settore finanziario.

Approcci Precedenti

  • Introduzione di benchmark cinesi per valutare attività finanziarie.
  • Sviluppo di framework di valutazione per modelli LLM in finanza.
  • Focus su riconoscimento di entità finanziarie e classificazione di testi finanziari.

Metodologia

La metodologia include il pre-training continuo e la sintonizzazione delle istruzioni finanziarie per il modello Touchstone-GPT, con l'utilizzo di strategie avanzate di addestramento e configurazioni specifiche.

Fondamenti Teorici

  • Pre-training continuo su corpus finanziario di alta qualità.
  • Sintonizzazione delle istruzioni con dataset di alta qualità.
  • Utilizzo di strategie per evitare la dimenticanza catastrofica.

Architettura Tecnica

  • Utilizzo di Touchstone-GPT per pre-training continuo e post-training.
  • Configurazione avanzata con ottimizzatori AdamW e scheduler cosinusoidale.
  • Addestramento in precisione mista bfloat16 per modelli più grandi.

Dettagli Implementativi

  • Addestramento su server NVIDIA DGX con GPU A100.
  • Utilizzo di strategie di impacchettamento e padding per pre-training e inferenza.
  • Valutazione delle prestazioni su compiti NLP finanziari in inglese e cinese.

Punti di Innovazione

  • Utilizzo di pre-training finanziario di alta qualità per Touchstone-GPT.
  • Adozione di strategie avanzate per l'addestramento del modello.
  • Rilascio open-source del modello per contribuire alla ricerca futura.

Validazione Sperimentale

La validazione sperimentale include la configurazione esatta, le metriche di valutazione, i risultati quantitativi e qualitativi, nonché un'analisi comparativa approfondita con i modelli di riferimento.

Setup

  • Addestramento su server NVIDIA DGX con specifiche GPU.
  • Utilizzo di dataset finanziari di alta qualità e metriche appropriate.
  • Strategie di impacchettamento e padding per pre-training e inferenza.

Metriche

  • Valutazione delle prestazioni su compiti NLP finanziari in inglese e cinese.
  • Confronto dettagliato con modelli di riferimento come GPT-4o e FinMA.

Risultati

  • Prestazioni competitive di Touchstone-GPT grazie al pre-training finanziario di alta qualità.
  • Limiti dei modelli nell'affrontare compiti più ampi.
  • Necessità di miglioramenti per compiti come l'estrazione di relazioni e la previsione del movimento delle azioni.

Analisi Comparativa

  • Confronto dettagliato delle prestazioni dei modelli su vari compiti finanziari.
  • Identificazione dei punti di forza e delle debolezze specifiche di ciascun modello.
  • Importanza di dati quantitativi per migliorare le prestazioni nella previsione del movimento delle azioni.

Impatto e Implicazioni

L'articolo evidenzia le scoperte chiave, le limitazioni, le future direzioni di ricerca e le implicazioni pratiche della valutazione dei modelli linguistici finanziari attraverso Golden Touchstone e Touchstone-GPT.

Risultati Chiave

  • Introduzione di Golden Touchstone come strumento di valutazione per modelli finanziari.
  • Identificazione di limitazioni e aree di miglioramento per i modelli.
  • Prospettive future sull'incorporazione di metodi avanzati e modelli multimodali.

Limitazioni

  • Limitata gamma di compiti NLG nel benchmark attuale.
  • Focus su singole modalità anziché approcci multimodali.
  • Necessità di miglioramenti specifici per la previsione del movimento delle azioni.

Futuri Sviluppi

  • Integrazione di compiti NLG aggiuntivi nel benchmark.
  • Espansione del benchmark ad altri settori finanziari.
  • Ricerca su metodi basati su agenti e generazione potenziata da recupero.

Significato Pratico

  • Utilizzo di modelli linguistici per migliorare le analisi finanziarie.
  • Possibilità di previsioni più accurate e tempestive nel settore finanziario.
  • Sviluppo di modelli multimodali per compiti complessi come la previsione delle serie temporali finanziarie.

Questo riassunto fornisce una panoramica dettagliata e strutturata dell'articolo accademico in questione, evidenziando i punti chiave, le metodologie utilizzate e le implicazioni dei risultati ottenuti.

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