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Stop Summation: Min-Form Credit Assignment Is All Process Reward Model Needs for Reasoning

Created by
  • Haebom

저자

Jie Cheng, Ruixi Qiao, Lijun Li, Chao Guo, Junle Wang, Gang Xiong, Yisheng Lv, Fei-Yue Wang

개요

본 논문은 대규모 언어 모델(LLM)의 테스트 시간 확장에 효과적인 프로세스 보상 모델(PRM)의 한계점을 다룹니다. PRM의 보상 해킹 문제는 강화 학습 미세 조정의 성공적인 적용을 제한합니다. 이 문제의 주요 원인은 강화 학습에서의 기존 합계 형태의 크레딧 할당으로, 누적 감마 감쇠 미래 보상으로 가치를 정의하여 LLM이 높은 보상을 받는 단계를 해킹하도록 유도합니다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 최소 형태의 크레딧 할당을 사용하는 새로운 방법인 PURE(Process sUpervised Reinforcement lEarning)를 제안합니다. PURE는 가치 함수를 미래 보상의 최소값으로 정의하여 보상 해킹을 완화하고 이점을 더 합리적으로 분배합니다. 실험 결과, 최소 형태의 크레딧 할당을 가능하게 하는 PRM 기반 접근 방식은 검증 가능한 보상 기반 방법과 비교 가능한 추론 성능을 30%의 단계만으로 달성하는 반면, 기존의 합계 형태의 크레딧 할당은 훈련 초기에 실패합니다. 또한, PRM 기반 미세 조정에 10%의 검증 가능한 보상을 추가하면 보상 해킹이 더욱 완화되고, Qwen2.5-Math-7B 기반의 최고 성능 모델을 생성하여 AMC23에서 82.5%의 정확도, 5개의 벤치마크에서 평균 53.3%의 정확도를 달성합니다. 마지막으로, 관찰된 보상 해킹 사례를 요약하고 훈련 실패의 원인을 분석합니다. 코드와 모델은 https://github.com/CJReinforce/PURE 에서 제공됩니다.

시사점, 한계점

시사점:
최소 형태의 크레딧 할당을 사용하는 PURE가 PRM 기반 강화 학습에서 보상 해킹 문제를 효과적으로 완화합니다.
PURE는 기존 방법과 비교하여 적은 단계로 비슷한 성능을 달성합니다.
소량의 검증 가능한 보상을 추가함으로써 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
LLM의 추론 성능 향상에 기여하는 새로운 방법을 제시합니다.
한계점:
제안된 방법의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구가 필요합니다.
다양한 LLM 및 작업에 대한 추가적인 실험이 필요합니다.
보상 해킹의 모든 원인을 완전히 해결하지 못할 수 있습니다.
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