推理时扩展是什么?多花算力“多想一会儿”换更好的答案
TL;DR推理时扩展(Inference-time Scaling)是通过在推理阶段投入更多计算来提升大模型表现的方法,比如生成更长的思维链、并行采样多个答案再挑选、搜索与验证,OpenAI 的 o1 系列让这一思路成为主流。
推理时扩展(Inference-time Scaling)是通过在推理阶段投入更多计算资源来提升大模型表现的方法,也常被称为测试时扩展(Test-time Scaling)。过去提升模型能力主要靠在训练阶段扩大规模:更多的参数、更多的数据、更多的训练算力。推理时扩展开辟了另一个维度:模型训练好以后,在回答问题时让它“多想一会儿”,也能显著提升效果。
o1 带来的转折
2024 年 9 月,OpenAI 发布了 o1 系列推理模型,率先把推理时扩展推向主流。o1 在回答前会先生成很长的思维链,在数学、编程、科学推理等任务上的表现大幅提升。OpenAI 展示了一个重要的规律:模型的表现会随着推理时投入的计算量平滑地提升,思考得越久,答得越好。此后 DeepSeek-R1、Claude、Gemini 等推理模型都采用了这一思路。
常见的做法
更长的思维链:通过强化学习训练模型在回答前进行长时间的思考,自己检查、回溯、尝试不同方法。这是“串行”的扩展。并行采样加选择:对同一个问题生成多个答案,再通过多数投票(自洽性)或用一个验证模型打分,挑出最好的。这是“并行”的扩展。搜索:把推理过程看作一棵树,用束搜索、蒙特卡洛树搜索等方法,结合过程奖励模型,在多条推理路径中探索。迭代修正:先给出答案,再让模型反思和改进,循环多轮。
取舍
推理时扩展的好处是不需要重新训练更大的模型,就能在难题上获得更好的表现,而且可以按需调节:简单问题少想,难题多想。代价是推理成本和响应时间明显增加,一道题可能要消耗成千上万个 token。所以很多推理模型提供了可调节的推理强度,研究者也在探索如何让模型自适应地判断该想多久,避免“过度思考”。推理时扩展被认为是继预训练扩展之后,大模型能力提升的又一条重要路径。