耐心是大型語言模型推理的關鍵。

Patience Is The Key to Large Language Model Reasoning

November 20, 2024
作者: Yijiong Yu
cs.AI

摘要

最近在大型語言模型領域的進展,特別是通過Chain of Thought (CoT)方法,已經展示出在解決複雜問題方面的顯著改進。然而,現有模型要麼為了用戶偏好而犧牲詳細推理,要麼需要大量昂貴的訓練數據來學習複雜推理能力,這限制了它們在解決複雜任務方面的潛力。為了彌合這一差距,我們遵循了測試時間擴展的概念,提出了一種簡單的方法,鼓勵模型採用更耐心的推理風格,而無需引入新知識或技能。通過採用偏好優化方法,我們生成詳細的推理過程作為正例,簡單答案作為負例,從而訓練模型偏好在其回答中的徹底性。我們的結果表明,在僅在輕量級數據集上進行訓練的情況下,在GSM8k上的性能提高了高達6.7%。
English
Recent advancements in the field of large language models, particularly through the Chain of Thought (CoT) approach, have demonstrated significant improvements in solving complex problems. However, existing models either tend to sacrifice detailed reasoning for brevity due to user preferences, or require extensive and expensive training data to learn complicated reasoning ability, limiting their potential in solving complex tasks. To bridge this gap, following the concept of scaling test-time, we propose a simple method by encouraging models to adopt a more patient reasoning style without the need of introducing new knowledge or skills. To employ a preference optimization approach, we generate detailed reasoning processes as positive examples and simple answers as negative examples, thereby training the model to favor thoroughness in its responses. Our results demonstrate a performance increase of up to 6.7% on GSM8k with training just on a lightweight dataset.

Summary

AI-Generated Summary

論文概述

這篇文獻總結了研究人員在長文本理解、推理和提示策略方面的多項研究成果,包括Qwen2技術報告、Weak-to-Strong Reasoning、Hyper-multi-step和Towards Better Chain-of-Thought Prompting Strategies。這些研究在arXiv上發表,提供了解決困難長文本任務和改進提示策略的重要見解。

核心貢獻

  • 提出了一種耐心推理風格的方法,無需引入新知識或技能,通過偏好優化方法訓練模型偏好徹底性。
  • 通過在輕量數據集上進行訓練,實現了在GSM8k基準測試中6.7%的性能提升。
  • 方法包括原始數據收集、原始解決方案生成、解決方案細化和訓練等步驟。

研究背景

這些研究填補了現有模型在推理深度和長度方面的不足,特別是在解決複雜問題上的進展,通過引入耐心推理風格方法,提高了模型的性能。

研究缺口

  • 現有模型傾向於犧牲詳細推理或需要大量訓練數據,限制了解決複雜任務的能力。
  • 缺乏方法鼓勵模型採用更耐心的推理風格,以提高準確性。

技術挑戰

  • 提高模型在長文本理解和推理方面的性能,降低推理時間成本。
  • 訓練模型偏好詳細和全面的推理過程。

先前方法

  • 先前方法傾向於犧牲推理深度或需要大量訓練數據,限制了模型的性能。
  • 缺乏方法鼓勵模型採用更耐心的推理風格。

方法論

這些研究方法主要包括原始數據收集、原始解決方案生成、解決方案細化和訓練等步驟,通過偏好優化方法訓練模型偏好詳細和全面的推理過程。

理論基礎

  • 方法基於偏好優化方法,鼓勵模型採用更耐心的推理風格,提高準確性。
  • 通過微調模型,使其自發地生成更少錯誤且更準確的答案。

技術架構

  • 包括原始數據收集、原始解決方案生成、解決方案細化和訓練等4個步驟。
  • 通過偏好優化方法,訓練模型傾向於提供耐心和詳細的回應。

實施細節

  • 通過在輕量數據集上進行訓練,在GSM8k基準測試中實現了6.7%的改善。
  • 方法在MATH基準測試中的準確性增加了0.2%。

創新點

  • 通過偏好優化方法,訓練模型偏好詳細和全面的推理過程。
  • 通過微調模型,使其自發地採用更耐心的推理過程,生成更少錯誤且更準確的答案。

實驗驗證

這些研究在GSM8k和MATH基準測試中評估了方法的效果,通過在輕量數據集上進行訓練,實現了性能的顯著提升。

設置

  • 實驗使用數據集進行訓練,並在GSM8k和MATH基準測試中評估方法的效果。
  • 方法在GSM8k基準測試中實現了6.7%的改善,在MATH上的準確性增加了0.2%。

指標

  • 通過在輕量數據集上進行訓練,實現了在GSM8k基準測試中6.7%的性能提升。
  • 方法在MATH基準測試中的準確性增加了0.2%。

結果

  • 在GSM8k基準測試中實現了6.7%的改善,在MATH上的準確性增加了0.2%,儘管成本極低。

比較分析

  • 與先前方法相比,這種耐心推理風格方法在解決複雜問題上表現更好,提高了模型的性能。

影響與意義

這些研究結果強調了在LLM應用中推理深度和長度的重要性,為未來研究提供了優化解決複雜問題策略的新方向。

關鍵發現

  • 通過耐心推理風格方法,在GSM8k基準測試中實現了6.7%的性能提升。
  • 方法在MATH基準測試中的準確性增加了0.2%,成本極低。

限制

  • 儘管推理時間有所增加,但仍在可接受範圍內,需要進一步優化。

未來方向

  • 未來研究可以進一步優化耐心推理風格方法,提高模型的效率和準確性。

實際意義

  • 在實踐中,使用這種耗時但更準確的方法仍是明智的,可以提高模型在解決複雜問題上的性能。

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