DeepSeek-R1 推理模型:纯 RL 与蒸馏技术驱动的推理能力突破

DeepSeek 团队提出了 DeepSeek-R1 系列推理模型,通过两种核心技术路径实现推理能力跃升:一是 纯强化学习(RL) 直接训练(DeepSeek-R1-Zero),跳过传统监督微调(SFT),依托规则奖励系统(准确性+格式奖励)和组相对策略优化(GRPO)算法,使其在数学、编码等推理任务上接近 OpenAI o1-0912 水平,甚至通过多数投票超越;二是 多阶段训练+冷启动数据(DeepSeek-R1),引入少量高质量推理数据作为冷启动,结合多轮 RL 与拒绝采样,性能提升至与 OpenAI o1-1217 相当,且输出可读性显著改善。

此外,团队通过 蒸馏技术 将 DeepSeek-R1 的推理能力迁移至小型模型(如 Qwen/Llama 系列),1.5B 蒸馏模型在 AIME 2024 达 55.5%,超越开源竞品,32B/70B 蒸馏模型更创下密集模型推理基准新纪录。实验表明,蒸馏比直接对小模型 RL 更高效,且大型模型的推理模式是提升性能的关键。该工作为纯 RL 推理训练和高效模型压缩提供了重要参考,开源的 8 个模型也为社区研究提供了宝贵资源。

内容

深度求索R1:大模型推理能力的强化学习新范式

核心价值与行业意义

大模型的推理能力是当前AI领域的核心攻关方向,它直接决定模型能否像人类一样解决复杂问题。今天分享的DeepSeek-R1系列模型,通过纯强化学习(RL)知识蒸馏的创新组合,在数学、编码、知识问答等任务上实现了与OpenAI o1系列(如o1-1217)的性能对标,同时以更小的模型占据更低的算力成本。这一突破为大模型推理能力的高效进化提供了新范式,尤其适合追求技术普惠的企业级应用。

关键创新点解析

1. DeepSeek-R1-Zero:无监督RL驱动的推理进化

传统大模型训练依赖监督微调(SFT),但SFT数据获取成本高且难以泛化。DeepSeek-R1-Zero首次尝试跳过SFT,直接用RL训练基础模型,通过以下机制实现推理能力的自我进化:

  • Group Relative Policy Optimization(GRPO)算法:优化奖励函数,避免传统RL中容易出现的“奖励劫持”问题,让模型专注于推理过程的质量而非短期目标。

  • 基于规则的奖励系统

    • 准确性奖励:对数学题、编码题等输出提供确定性验证(如用编译器测试代码正确性)。
    • 格式奖励:强制推理过程使用[思考][答案]标签规范输出,提升可读性。
  • 自我进化与顿悟时刻
    模型在训练中自发学会反思性推理(如重新检查中间步骤)和多策略探索(尝试不同解题路径)。例如,在AIME数学竞赛中,其Pass@1得分从15.6%飙升至71%,多数投票后达86.7%,与OpenAI o1-0912相当。

2. DeepSeek-R1:冷启动+多阶段训练的性能跃升

针对R1-Zero输出可读性差、语言混用的问题,R1引入冷启动SFT多阶段RL,进一步强化推理能力:

  • 冷启动数据:用少量高质量长思维链数据(如数学解题步骤)微调基础模型,解决“顿悟前的混沌期”,提升输出规范性。

  • 四阶段训练Pipeline

    1. 推理强化学习:延续R1-Zero的规则奖励系统,优化数学、编码任务的推理效率。
    2. 拒绝采样与SFT:过滤低质量推理过程,用800k数据(600k推理+200k通用)微调模型,覆盖写作、翻译等场景。
    3. 多场景RL对齐:通过人类偏好数据优化“有用性”和“无害性”,平衡推理能力与用户体验。
3. 知识蒸馏:让小模型“吃进”大模型的推理能力

通过蒸馏R1的推理模式,将其能力迁移到Qwen/LLaMA等小型模型:

  • 效果:1.5B蒸馏模型在AIME竞赛中得55.5%,超越开源模型QwQ-32B;32B蒸馏模型在MATH-500上达94.3%,接近o1-mini水平。
  • 优势:相比在小模型上直接做RL,蒸馏更高效,且能保留大模型的推理逻辑。

性能对标与技术突破

  • 数学推理:R1在AIME 2024得79.8% Pass@1,MATH-500达97.3%,与o1-1217持平,远超其他开源模型。
  • 编码能力:在Codeforces上获2029 Elo分,击败96.3%人类参与者。
  • 知识覆盖:MMLU得90.8%,超越基础模型DeepSeek-V3,接近o1-1217。

行业启示与未来方向

  1. 纯RL的潜力:证明大模型可通过无监督强化学习自主进化推理能力,降低对人工标注数据的依赖。
  2. 蒸馏技术的价值:为中小企业提供“小而精”的推理模型,降低部署门槛。
  3. 待解决问题:多语言推理一致性、长上下文理解、工程化任务优化等仍需突破。

总结

DeepSeek-R1系列通过“无监督RL探索+冷启动SFT优化+知识蒸馏普惠”的组合拳,为大模型推理能力的高效提升提供了可复用的技术路径。其开源模型和性能对标数据,不仅推动了行业技术交流,也为企业级AI应用的“推理能力民主化”奠定了基础。未来,随着对多模态推理、动态任务适配等方向的深入,大模型在复杂场景下的表现将进一步突破。

阅后请思考

  • 纯RL训练如何解决数据依赖问题?
  • 蒸馏技术如何保留大模型推理模式?
  • 低资源场景下冷启动数据如何选择?
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