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蒸馏技术

知识蒸馏通常涉及将大模型(教师)的知识迁移到小模型(学生)

通过知识蒸馏技术利用R1模型训练其他模型的步骤如下:

1. 准备阶段

  • 教师模型(R1):固定R1的参数,确保其处于推理模式,用于生成软标签(Soft Labels)和中间特征。
  • 学生模型:选择结构更轻量的模型(如更少层数或参数量),作为待训练的目标模型。
  • 数据集:使用与R1训练数据分布相似的输入数据(可复用原数据或新领域数据)。

2. 知识迁移策略

(1) 输出层蒸馏(Logits Distillation)

  • 软标签生成:用R1对输入数据推理,获取输出层的概率分布(通过温度参数$T$软化,如$T=3$)。
  • 损失函数:最小化学生模型输出与R1软标签的KL散度(Kullback-Leibler Divergence):
  • 温度调整:训练初期使用较高$T$以平滑分布,后期逐渐降低至$T=1$。

(2) 中间特征蒸馏(Feature Distillation)

  • 特征对齐:对齐学生与R1的中间层特征(如注意力头输出或隐藏状态)。
  • 损失函数:使用均方误差(MSE)或余弦相似度约束特征距离:

(3) 联合训练(Combined Loss)

  • 总损失:结合蒸馏损失与真实标签的交叉熵损失:
  • 权重调整:典型设置如$\alpha=0.5, \beta=0.3$,需根据任务调整。

3. 训练流程

  1. 数据预处理:对输入数据标准化,与R1的预处理保持一致。
  2. 前向传播:输入数据至R1和学生模型,分别获取输出及中间特征。
  3. 损失计算:根据上述策略计算总损失。
  4. 反向传播:仅更新学生模型的参数,保持R1固定。
  5. 迭代优化:重复直至学生模型收敛。

4. 关键优化技巧

  • 渐进式蒸馏:从简单样本开始训练,逐步增加数据复杂度。
  • 动态温度调节:根据训练阶段调整$T$,初期软化知识,后期聚焦真实分布。
  • 注意力迁移:强制学生模型模仿R1的注意力矩阵分布(如最小化注意力头间的相似性损失)。

5. 应用场景示例

  • 模型压缩:将R1的能力迁移至轻量级模型(如移动端部署)。
  • 领域适配:用R1的通用知识辅助学生模型适应新领域(如医疗文本生成)。
  • 多任务学习:通过蒸馏将R1的多任务能力集成到单一学生模型中。

6. 注意事项

  • 容量匹配:学生模型不宜过小,需保留足够能力吸收R1的知识。
  • 过拟合控制:监控学生模型在验证集的表现,避免过度依赖软标签。
  • 计算资源:蒸馏过程需频繁调用R1生成标签,可能消耗较多计算资源。