只要不到10行代碼，就能讓大模型數(shù)學(xué)能力（GSM8k）提升20%！

幾名獨立學(xué)者提出了大模型采樣的改進(jìn)方案，引起了開源社區(qū)的關(guān)注。

目前該方法已在Mistral-7B上取得成效，在Llama3-70B上的測試也正在進(jìn)行。

這種方法叫做最小p采樣（min-p sampling），目的是平衡生成文本的連貫性和多樣性。

簡單說就是讓模型在不同場合發(fā)揮不同的特性，例如在事實問題上保持性能穩(wěn)定，在寫作等場景中又能發(fā)揮創(chuàng)意。

目前該方法已在Mistral-7B上取得成效，在Llama-70B上的測試也即將進(jìn)行。

在論文中作者提到，該方法已經(jīng)獲得了開源社區(qū)的廣泛應(yīng)用。

同時作者還透露，Anthropic和谷歌等閉源模型廠商也已經(jīng)或正在針對min-p進(jìn)行測試。

消息也得到了谷歌方面的確認(rèn)，從OpenAI跳槽到谷歌的開發(fā)者社區(qū)負(fù)責(zé)人Logan Kilpatrick已經(jīng)回復(fù)說“On it”（在做了）。

微軟Copilot的研究人員Abram Jackson看了后表示，這是他看到的首個有關(guān)推理過程token采樣的改進(jìn)，未來還有很大進(jìn)步空間。

值得一提的是，這項受到廣泛關(guān)注的研究，主要作者M(jìn)inh Nhat Nguyen根本沒系統(tǒng)學(xué)過CS，而是靠自學(xué)成才。

在一家名為Apart Research的AI安全研究機(jī)構(gòu)幫助下，Minh和團(tuán)隊其他成員一起完成了該項目。

動態(tài)調(diào)整抽樣閾值

min-p是一種動態(tài)截斷抽樣方法，其核心是根據(jù)每一步token分布的最大概率，來縮放最小概率閾值。

這樣做的目的，主要在于平衡生成文本的連貫性和多樣性，特別是在temperature較高的條件下。

具體來說，min-p引入了一個基礎(chǔ)概率閾值p_base，表示進(jìn)入采樣池的最低概率要求。

在每一步生成token時，min-p會將p_base與當(dāng)前概率分布中最大的token概率p_max相乘，得到一個縮放后的絕對閾值p_scaled。

只有概率大于等于p_scaled的token，才能夠進(jìn)入采樣池。

當(dāng)模型對某個token的預(yù)測概率非常高（即p_max很大）時，p_scaled的值也會很高，導(dǎo)致采樣池大幅縮小，絕大多數(shù)低概率token被過濾，只留下少數(shù)高把握的選擇，確保了輸出的連貫性；

而當(dāng)模型對所有token的預(yù)測概率都比較接近（p_max較低）時，p_scaled的值也會相應(yīng)變低，放寬了對采樣池的要求，納入更多中等概率的token，給予模型更多發(fā)揮空間，生成更加多樣化的內(nèi)容。

在確定采樣池后，min-p會根據(jù)temperature對token概率分布進(jìn)行縮放。

它將token的對數(shù)概率除以一個溫度參數(shù)τ，并進(jìn)行歸一化后，就得到了temperature縮放后的概率分布。

大于1的τ值會使概率分布更加平緩，增加低概率token被選中的機(jī)會；

τ小于1時則會使分布更加尖銳，強化高概率token的優(yōu)勢。

最后，min-p從縮放后的采樣池中，按照調(diào)整后的概率分布，隨機(jī)抽取下一個token。

穩(wěn)定性和創(chuàng)意，“我全都要”

min-p方法的效果究竟如何呢？作者使用了Mistral-7B作為基礎(chǔ)模型進(jìn)行了測試，我們來分場景看一下結(jié)果。

在推理任務(wù)中，作者采用了GPQA數(shù)據(jù)集。當(dāng)temperature為1時，可以看到min-p相比于過去的top-p顯現(xiàn)出了微小的優(yōu)勢。

隨著temperature增加，GPQA得分整體上呈現(xiàn)出了下降趨勢，但可以觀察到min-p的下降明顯比top-p更慢。

直到temperature達(dá)到3時min-p的下降趨勢才變得明顯，此時top-p的得分已接近0。

也就是說，相比于top-p，min-p在推理任務(wù)中更好地保持了所需要的穩(wěn)定性。

同樣需要保持穩(wěn)定性能的還有數(shù)學(xué)類任務(wù)，這里作者使用了GSM8K數(shù)據(jù)集進(jìn)行了測試。

結(jié)果min-p所對應(yīng)的分?jǐn)?shù)隨temperature的下降比在GPQA中更快，但仍然緩于top-p方式。

第三類任務(wù)是創(chuàng)意寫作，這時對穩(wěn)定性的要求就不是那么高了，而是需要模型發(fā)揮更多的創(chuàng)意。

這項測試使用AlpacaEval數(shù)據(jù)集完成，實驗數(shù)據(jù)是從開源社區(qū)的一名獨立評估者那里獲得的。

實驗結(jié)果顯示，在temperature=1.5、min-p=0.1的設(shè)置下，min-p的性能尤其突出，可生成top-p方法難以生成的創(chuàng)意寫作內(nèi)容。

在該參數(shù)下，min-p方法得到的文本獲得了58.12%的人類評判優(yōu)選率，遠(yuǎn)高于其他方法在類似設(shè)置下的表現(xiàn)。

論文地址：https://arxiv.org/abs/2407.01082
GitHub：https://github.com/menhguin/minp_paper/