解决LLM RL训练不匹配:详解训练-推理误差与稳定策略优化方法!
本文探讨了大模型强化学习中的训练-推理不匹配问题及稳定性提升方法。分析了数值实现差异导致的策略分布不一致,以及MoE模型中的专家不一致问题。提出了多种解决方案:包括重要性采样校正、截断技术、路由回放和学习率调度等。实验表明,SAPO等算法能有效提高训练稳定性,解决训推误差问题,为大模型强化学习提供了稳定训练的有效途径。
最近有一系列 paper 和 blog 讨论了 training–inference mismatch(训推误差) 以及由此带来的 LLM RL 稳定性问题。这里做一个简要整理和分享。
一、Preliminary
1.1 Training-Inference Mismatch
在标准的策略梯度框架下,我们希望优化如下目标:

这里存在一个不一致性:动作序列 y 是从策略 μ 中采样得到的,而梯度更新却是基于 π 的 log-prob 来计算的。
在 LLM RL 中,一方面,rollout 通常由高吞吐的推理引擎(如vLLM/sgLang)完成;另一方面,参数更新则发生在训练引擎(如 FSDP/Megatron)中。
即便共享相同的模型参数,由于数值实现、精度以及算子差异,二者对应的策略分布在 token-level 上并不一致。
一个最直接的修正方式是引入 Importance Sampling (IS) correction,将 off-policy 采样重新加权为对目标策略的无偏估计:

1.2 MoE RL

Mixture-of-Experts(MoE)模型通过门控(routing)机制,为每一个 token 动态选择一小部分专家(experts)参与计算,从而在保持计算成本可控的同时显著提升模型容量 [1]。
在 MoE 结构中,每个 token 由一个 router 根据当前隐状态,选择 Top-k 个专家并进行加权计算。
Expert Inconsistency
在 MoE RL 中,training–inference mismatch 不仅体现在概率数值上的偏差,还会直接导致在训练引擎与推理引擎中,对同一输入、同一模型参数,路由到的专家集合不一致。
与此同时,从训练效率角度考虑,模型会先以 global batch size 为单位,从当前策略中采样一大批完整的响应序列 rollout,随后再将这些样本拆分成多个 mini-batches,用于多次梯度更新。
新旧策略在相同时间步可能激活不同的专家(policy staleness)。
二、How to Stabilize RL?
Pradigm: Sequence Reward and Token Optimization
在 LLM RL 中,奖励通常是一个 scalar reward,它作用于整条 response(sequence)上,而不是某一个单独的 token。
“理想情况”下,目标函数应当是 sequence-level 的:

然而,由于序列级似然的数值范围极大,且由此带来的梯度估计具有极高的方差,Sequence-level Objective很难优化。
LLM RL 算法通常采用 Token-level Objective:


2.1 Importance Sampling
Truncated IS [2]
在引入 § 1.1 提到的 IS correction 的同时,将其限制在一个合理范围内,如 C 的取值为 5:

这里,C 的引入是为了偏差-方差权衡(Bias-Variance Tradeoff):

当两个分布 gap 很大(INT8, FP8)时,w/o C(图里的 vanilla-IS)不能稳定训练.
GSPO [3]
前面我们提到,token-level 的重要性加权是逐 token 独立进行的,而奖励却是赋给整条序列的。
GSPO 的核心思想是:将 IS 定义在整个响应序列(sequence)级别,而不是单个 token 的概率,与奖励粒度对齐。

GRPO 中 token 级的不均匀缩放会累积,影响训练稳定性;GSPO 则均匀缩放一个 sequence 中的所有 tokens。

Qwen3-30B-A3B,这里 GSPO 相比 GRPO 的效果更好.
这里我们可以详细讨论一下两个算法中 token 的 log-likelihood 梯度如何加权?

2.2 Clipping

Clipping 的核心思想是:直接限制新策略相对于旧策略的偏离幅度,从而对策略更新施加一种显式的约束。
当新旧策略在某个 token 上的概率比超过阈值区间 【1-𝜖,1+𝜖】,对应的梯度会被直接置 0,从而抑制由 policy staleness 带来的不稳定更新。

Off-policy setting 下,clipping 是必要的.
SAPO [4]
SAPO 指出 Hard Clipping 会有以下问题(下文中,ratio 表述由前文 w_t 转化为 r_i,t):
- r_i,t 超出 【1-𝜖,1+𝜖】的范围时,梯度直接置 0,有效样本数减少;
- 放宽 𝜖 的范围,虽然保留了更多样本,但引入了更多 off-policy 的噪声梯度。
相比硬截断 Hard Clipping,SAPO 的核心思想是:在偏离策略时平滑衰减梯度而非直接置 0。

正 advantage 下的策略更新目标对比;Surrogate Objective 与梯度权重随 ratio 的变化.
这里权重函数 w_i,t 是一个以 r_i,t=1 为中心的钟形曲线:
- 当 r_i,t ≈ 1 时(on-policy),w_i,t ≈ 1,梯度保持原样;
- 当 r_i,t 偏离 1 时,w_i,t 呈指数级衰减。
换言之,SAPO 不会在某一个阈值突然切断梯度,而是根据偏离程度降低权重。

Qwen3-30B-A3B;相比 hard clipping 的 GRPO/GSPO,SAPO 的稳定性、最终性能更好.
2.3 Routing Replay for MoE Models

Routing Replay 在 MoE RL 的必要性.
Routing Replay 通过在策略优化阶段固定专家路由,使 MoE 在 RL 训练中等价为一个 dense 模型进行优化:


2.4 Others: Learning Rate
还有工作从另外一些维度探讨了 training-inference mismatch 和 LLM RL 稳定性。
LR Scheduler [5]

随着训练进行(300-400 steps),能观察到性能 ↓,训推误差 ↑,梯度范数 ↑:
- 数据中的有效学习信号逐渐减弱,而梯度 L2 范数却持续上升,说明更新方向被噪声主导;
- 梯度噪声与训推误差同步加剧,说明 training-inference mismatch 不仅是静态数值误差,还是动态的模型优化问题。
Possible Explanations:训练后期由噪声主导的优化过程会将模型引导至高曲率参数区域,从而放大数值层面的微小差异。
一个符合直觉的想法是:降低学习率 η 可以减弱梯度噪声带来的影响 -> 该怎么设置 LR Scheduler?

response length 的激增(75~175 step)先于训练不稳定的出现(性能 ↓,训推误差 ↑);
blog 作者推测 longer trajectories 导致梯度方差显著上升,从而带来梯度噪声;
设定一个 decay_period(如 lenth 激增结束),每经过一个周期将学习率减半,直到降至预设下限。

说真的,这两年看着身边一个个搞Java、C++、前端、数据、架构的开始卷大模型,挺唏嘘的。大家最开始都是写接口、搞Spring Boot、连数据库、配Redis,稳稳当当过日子。
结果GPT、DeepSeek火了之后,整条线上的人都开始有点慌了,大家都在想:“我是不是要学大模型,不然这饭碗还能保多久?”
我先给出最直接的答案:一定要把现有的技术和大模型结合起来,而不是抛弃你们现有技术!掌握AI能力的Java工程师比纯Java岗要吃香的多。
即使现在裁员、降薪、团队解散的比比皆是……但后续的趋势一定是AI应用落地!大模型方向才是实现职业升级、提升薪资待遇的绝佳机遇!
这绝非空谈。数据说话
2025年的最后一个月,脉脉高聘发布了《2025年度人才迁徙报告》,披露了2025年前10个月的招聘市场现状。
AI领域的人才需求呈现出极为迫切的“井喷”态势

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与此相对应,市场为AI人才支付了显著的溢价:算法工程师中,专攻AIGC方向的岗位平均薪资较普通算法工程师高出近18%;产品经理岗位中,AI方向的产品经理薪资也领先约20%。
当你意识到“技术+AI”是个人突围的最佳路径时,整个就业市场的数据也印证了同一个事实:AI大模型正成为高薪机会的最大源头。
最后
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