DeepSeek R1技术报告关键解析(7/10):多阶段训练策略,如何优化 AI 的推理能力

1. 为什么 AI 需要多阶段训练?

在 AI 训练过程中,简单的单阶段训练往往难以让模型达到最佳推理能力。

AI 需要先学习基础知识,再逐步提升推理能力,同时避免生成低质量答案。因此,多阶段训练策略能够帮助 AI 在不同阶段掌握不同的技能,从而提升整体推理能力。

DeepSeek-R1 采用了一种多阶段训练策略,结合了冷启动数据(Cold-Start Data)、强化学习(Reinforcement Learning, RL)和监督微调(Supervised Fine-Tuning, SFT),使得 AI 的推理能力远超传统训练方法。

2. DeepSeek-R1 的多阶段训练流程

DeepSeek-R1 的训练过程可以分为以下四个阶段:

第一阶段:冷启动数据微调

  • 目标:让 AI 具备基本的推理能力,防止在强化学习阶段出现语言混乱或无意义的输出。
  • 方法:
    1. 收集高质量的推理数据,包括数学推理、代码生成、长链推理等任务。
    2. 采用监督微调(SFT),让 AI 在有限的数据集上学习基础推理逻辑。
    3. 通过人工筛选和数据优化,提高 AI 的可读性和表达能力。
  • 结果:
    • AI 具备基本的推理能力,不会出现随机生成的无意义内容。
    • 语言表达更加清晰,减少语法错误和逻辑混乱。

第二阶段:推理导向的强化学习

  • 目标:让 AI 通过试错不断优化推理过程,学会更高效的解题方法。
  • 方法:
    1. 采用强化学习框架,让 AI 生成多个答案,并根据奖励机制优化推理路径。
    2. 结合拒绝采样(Rejection Sampling),筛选最优答案进行训练,避免 AI 学到错误的推理模式。
    3. 通过自我优化(Self-Improvement),AI 在训练过程中学会反思和验证自己的推理过程。
  • 结果:
    • AI 具备更强的数学和代码推理能力,能够生成更长、更合理的推理链。
    • AI 在代码推理、数学计算等任务上的正确率大幅提高。

第三阶段:拒绝采样 + 监督微调

  • 目标:进一步优化 AI 的推理质量,提高推理的可读性和准确率。
  • 方法:
    1. 在强化学习训练完成后,生成大量推理数据,并采用拒绝采样筛选最优答案。
    2. 结合监督微调(SFT),让 AI 学习筛选出的高质量答案,并优化语言表达方式。
    3. 针对不同类型的任务,如数学、代码、知识问答等,进行任务特定的优化。
  • 结果:
    • AI 的推理过程更加清晰,避免重复、无意义的内容。
    • AI 在多个任务上表现更稳定,推理能力更接近人类水平。

第四阶段:通用强化学习,优化多任务能力

  • 目标:让 AI 在更多任务中表现良好,包括数学推理、代码生成、知识问答等。
  • 方法:
    1. 结合不同领域的数据,如法律、医学、工程等,让 AI 具备更强的通用推理能力。
    2. 采用强化学习进一步优化 AI 在不同场景下的表现,提高泛化能力。
    3. 通过长链推理(Chain-of-Thought, CoT)技术,让 AI 在复杂任务中具备更强的推理能力。
  • 结果:
    • AI 在更多任务上表现良好,适用于数学、编程、写作等多种应用场景。
    • AI 的推理能力达到接近 OpenAI-o1-1217 的水平,甚至在部分任务上超越对手。

3. 为什么多阶段训练比单阶段训练更有效?

单阶段训练通常存在以下问题:

  • AI 可能会直接学习到错误的推理模式,导致错误答案较多。
  • 训练数据有限,AI 无法学到复杂的推理逻辑。
  • 语言表达可能不够清晰,导致输出的答案难以理解。

而多阶段训练可以:

  • 先建立基础能力,再优化推理过程,使 AI 在早期不会陷入低质量输出的困境。
  • 结合强化学习和监督微调,让 AI 既能自我优化,又能学习高质量答案。
  • 通过拒绝采样提升答案质量,确保 AI 生成的推理链更加清晰、合理。

4. 多阶段训练对 AI 推理能力的提升

DeepSeek-R1 采用多阶段训练策略后,在多个任务上的表现得到了显著提升:

任务 单阶段训练 多阶段训练(DeepSeek-R1)
AIME 2024(数学推理 Pass@1) 63.6% 79.8%
MATH-500(数学任务 Pass@1) 90.0% 97.3%
Codeforces(代码推理排名) 1820(Elo) 2029(Elo)
GPQA Diamond(复杂问题解答 Pass@1) 60.0% 71.5%
MMLU(知识问答 Pass@1) 85.2% 90.8%

可以看到,多阶段训练让 AI 在数学推理、代码推理等任务上取得了突破性的提升,尤其是在需要长链推理的任务上表现更优。

一点总结

多阶段训练策略是 DeepSeek-R1 能够在数学推理、代码推理等任务上超越传统 AI 训练方法的关键。通过冷启动数据、强化学习、拒绝采样和监督微调相结合,AI 在推理任务上的能力得到了显著提升。

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