僅用 8 張顯卡和一萬塊錢，清華團隊用7B模型打敗GPT-4o數(shù)學推理

OpenAI o1 和 o3 模型的發(fā)布證明了強化學習能夠讓大模型擁有像人一樣的快速迭代試錯、深度思考的高階推理能力，在基于模仿學習的 Scaling Law 逐漸受到質疑的今天，基于探索的強化學習有望帶來新的 Scaling Law.

原標題：僅用 8 張顯卡和一萬塊錢，清華團隊用7B模型打敗GPT-4o數(shù)學推理
文章來源：AI前線
內容字數(shù)：4107字

清華大合OpenBMB社區(qū)提出PRIME算法，低成本高效提升大模型數(shù)學推理能力

本文總結了清華大學NLP實驗室聯(lián)合上海AI Lab等機構提出的PRIME (Process Reinforcement through IMplicit REwards) 算法及其應用成果。該算法通過結合隱式過程獎勵的強化學習方法，顯著提升了大模型的數(shù)學推理能力，并在成本和效率方面取得突破。

1. 模仿學習的局限與強化學習的潛力

傳統(tǒng)的基于模仿學習的大模型訓練方法依賴于高質量的大規(guī)模數(shù)據(jù)，而高質量數(shù)據(jù)往往稀缺且昂貴。OpenAI的o1和o3模型的成功案例表明，強化學習方法有潛力克服模仿學習的局限，并帶來新的Scaling Law。

2. PRIME算法的核心思想與優(yōu)勢

PRIME算法的核心在于利用隱式過程獎勵模型 (PRM)。PRM 僅需最終結果的正確與否進行訓練，即可隱式地建模過程獎勵，從而避免了顯式設計獎勵函數(shù)的困難。這帶來了三大優(yōu)勢：

1. 過程獎勵： PRM 為每個token提供價值估計，無需額外訓練價值模型。
2. 可擴展性： PRM 可在線更新，有效緩解分布偏移和可擴展性問題。
3. 簡潔性： PRM 可直接用初始策略模型初始化，易于使用和擴展。

3. Eurus-2-7B-PRIME模型的突出表現(xiàn)

研究人員利用Qwen2.5-Math-7B-Base作為基座模型，采用PRIME算法訓練出Eurus-2-7B-PRIME模型。該模型在AIME 2024（美國IMO選拔考試）上的準確率達到26.7%，大幅超越GPT-4o、Llama-3.1-70B和Qwen2.5-Math-7B-Instruct，且僅使用了Qwen Math數(shù)據(jù)的1/10。強化學習方法PRIME為模型帶來了16.7%的絕對提升。

4. 低成本高效的訓練過程

值得注意的是，Eurus-2-7B-PRIME模型的訓練僅使用了8張A100顯卡，花費約一萬人民幣，不到10天時間就完成了訓練，展現(xiàn)了PRIME算法的高效性與低成本優(yōu)勢。

5. 開源項目的影響與未來展望

該項目開源后在海外AI社區(qū)引起廣泛關注，GitHub獲得400+ star。未來，基于PRIME方法和更強的基座模型，有潛力訓練出接近OpenAI o1水平的模型。

6. 強化學習的未來發(fā)展方向

文章最后指出，強化學習是連接大模型與現(xiàn)實世界的重要橋梁，將對下一代人工智能發(fā)展起到重要作用。PRIME算法的成功，為解決大模型強化學習中的獎勵稀疏問題提供了一種新的思路，有望進一步提升大模型的復雜推理能力。

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