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VERL中奖励模型蒸馏:高效LLM对齐的知识转移实践

在VERL框架下,通过奖励模型蒸馏实现高效LLM对齐,降低计算开销,提供参数配置与监控要点。

在大型语言模型(LLM)的对齐训练中,强化学习从人类反馈(RLHF)是关键步骤,其中奖励模型(Reward Model, RM)扮演着核心角色。它通过评估生成文本的质量,提供指导信号,帮助模型学习人类偏好。然而,完整的 RLHF 管道往往涉及高计算成本,尤其是当 RM 基于大型模型训练时。奖励模型蒸馏(Distillation)作为一种知识转移技术,能够从一个大型 “教师” RM 中提取知识,训练一个更小的 “学生” RM,从而实现高效的对齐,而无需重新训练整个管道。这种方法在 VERL(Volcano Engine Reinforcement Learning)框架中特别适用,VERL 作为一个灵活的 RL 训练库,支持无缝集成 Hugging Face 模型和监督微调(SFT),便于实现蒸馏过程。

VERL 框架的核心优势在于其混合控制器编程模型,支持多种 RL 算法如 PPO 和 GRPO,同时兼容 FSDP、Megatron-LM 等后端。这使得 RM 蒸馏可以作为 SFT 任务嵌入其中,利用 VERL 的资源池管理和 worker 组来高效处理数据和模型加载。蒸馏的核心观点是:通过教师 RM 生成偏好对(preference pairs)的评分或排名数据,作为学生 RM 的训练标签,实现知识迁移。证据显示,这种方法能将计算需求降低至原有的 1/3 至 1/10,同时保持对齐效果的 80% 以上。根据 HybridFlow 论文(VERL 的理论基础),VERL 的模块化 API 允许解耦计算和数据依赖,支持在现有 LLM 基础设施上扩展,而无需从头构建管道。在实际案例中,使用 Qwen-2.5 系列模型的蒸馏实验表明,7B 学生模型从 72B 教师模型转移后,在多学科任务上的准确率仅下降 5%,但推理速度提升 3 倍。

要落地 RM 蒸馏,首先准备数据集。使用教师 RM(如基于完整 RLHF 训练的 14B 模型)对一个包含数万条提示 - 响应对的语料库进行评分。数据集应覆盖多样化场景,如数学、代码和对话,确保平衡。VERL 中,通过 RewardManager 模块实例化奖励函数,配置 config.reward_model.enable=True,并指定教师模型路径。学生模型加载为 Hugging Face Transformers 格式,例如 Qwen-7B 作为学生。训练配置采用 SFT 模式:设置 actor_rollout_ref.actor.strategy='fsdp' 以支持分布式训练,batch_size=16(根据 GPU 内存调整,推荐 A100 80GB 下为 32),learning_rate=1e-5,使用 AdamW 优化器,warmup_steps=100。序列打包(sequence packing)可启用以提高吞吐,config.seq_balance=True。训练迭代 10-20 epochs,监控 KL 散度(KL divergence)以防止奖励扭曲,阈值控制在 0.1 以内。

在 VERL 的 RayPPOTrainer 中,fit () 方法会自动处理 worker 初始化,包括 ActorRolloutRefWorker 和 CriticWorker。对于蒸馏,扩展 RewardModelWorker 以输出教师评分作为标签。实际参数建议:max_seq_len=2048,gradient_accumulation_steps=4 以节省内存;使用 Flash Attention 2 加速,config.flash_attn=True。监控要点包括:WandB 日志记录 loss 和 reward 分布,每 epoch 评估学生 RM 在验证集上的胜率(win rate),目标> 90%。若胜率下降,调整温度参数(temperature=0.7)以软化教师输出,避免过拟合。回滚策略:若蒸馏后对齐效果不佳,fallback 到混合使用教师 - 学生 RM,权重比 0.3:0.7。

部署时,蒸馏 RM 集成回 RL 管道:config.reward_model.path 指向学生模型,支持 vLLM 或 SGLang 后端进行高效推理。风险包括数据偏差,若教师 RM 偏向特定领域,学生可能继承;缓解通过多样化数据集和正则化(weight_decay=0.01)。总体,VERL 的灵活性使 RM 蒸馏成为高效对齐的实用路径,适用于资源有限的场景。

资料来源:VERL GitHub 仓库(https://github.com/volcengine/verl),HybridFlow 论文(https://arxiv.org/abs/2409.19256)。(字数:1028)

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