参数少近一半,性能逼近谷歌Minerva,又一个数学大模型开源了
各位小伙伴们,大家好呀!看看今天我又给各位带来了什么文章?本文标题是《参数少近一半,性能逼近谷歌Minerva,又一个数学大模型开源了》,很明显是关于科技周边的文章哈哈哈,其中内容主要会涉及到等等,如果能帮到你,觉得很不错的话,欢迎各位多多点评和分享!
如今,在各种文本混合数据上训练出来的语言模型会显示出非常通用的语言理解和生成能力,可以作为基础模型适应各种应用。开放式对话或指令跟踪等应用要求在整个自然文本分布中实现均衡的性能,因此更倾向于通用模型。
不过如果想要在某一领域(如医学、金融或科学)内最大限度地提高性能,那么特定领域的语言模型可能会以给定的计算成本提供更优越的能力,或以更低的计算成本提供给定的能力水平。
普林斯顿大学、 EleutherAI 等的研究者为解决数学问题训练了一个特定领域的语言模型。他们认为:首先,解决数学问题需要与大量的专业先验知识进行模式匹配,因此是进行领域适应性训练的理想环境;其次,数学推理本身就是 AI 的核心任务;最后,能够进行强数学推理的语言模型是许多研究课题的上游,如奖励建模、推理强化学习和算法推理。
因此,他们提出一种方法,通过对 Proof-Pile-2 进行持续的预训练,使语言模型适应数学。Proof-Pile-2 是数学相关文本和代码的混合数据。将这一方法应用于 Code Llama,可以得到 LLEMMA:7B 和 34B 的基础语言模型,其数学能力得到了大幅提高。

论文地址:https://arxiv.org/pdf/2310.10631.pdf
项目地址:https://github.com/EleutherAI/math-lm
LLEMMA 7B 的 4-shot Math 性能远超谷歌 Minerva 8B,LLEMMA 34B 在参数少近一半的情况下性能逼近 Minerva 62B。

具体来说,本文贡献如下:
- 1. 训练并发布了 LLEMMA 模型:专门用于数学的 7B 和 34B 语言模型。LLEMMA 模型是在 MATH 上公开发布的基础模型的最新水平。
- 2. 发布了代数堆栈(AlgebraicStack),这是一个包含 11B 专门与数学相关的代码 token 的数据集。
- 3. 证明了 LLEMMA 能够使用计算工具来解决数学问题,即 Python 解释器和形式定理证明器。
- 4. 与之前的数学语言模型(如 Minerva)不同,LLEMMA 模型是开放式的。研究者开放了训练数据和代码。这使得 LLEMMA 成为未来数学推理研究的一个平台。
方法概览
LLEMMA 是专门用于数学的 70B 和 34B 语言模型。它由 Proof-Pile-2 上继续对代码 Llama 进行预训练得到的。

DATA: Proof-Pile-2
研究者创建了 Proof-Pile-2,这是一个 55B token 的科学论文、包含数学的网络数据和数学代码的混合物。除了 Lean proofsteps 子集之外,Proof-Pile-2 的知识截止日期为 2023 年 4 月。

数值模拟、计算机代数系统和形式定理证明器等计算工具对数学家的重要性与日俱增。因此,研究者创建了代数堆栈(AlgebraicStack),这是一个包含 17 种语言源代码的 11B token 数据集,涵盖数值数学、符号数学和形式数学。该数据集由来自 Stack、GitHub 公共资源库和形式证明步骤数据的过滤代码组成。表9显示了AlgebraicStack 中各语言的 token 数量。

AlgebraicStack 中各语言的 token 数。
研究者了使用 OpenWebMath,这是一个由高质量网页组成的 15B token 数据集,其中过滤了数学内容。OpenWebMath 根据数学相关关键词和基于分类器的数学评分过滤 CommonCrawl 网页,保留数学格式(如 LATEX、AsciiMath),并包含额外的质量过滤器(如 plexity、domain、length)和近似重复。
除此之外,研究者还使用了 RedPajama 的 ArXiv 子集,它是 LLaMA 训练数据集的开放再现。ArXiv 子集包含 29B 个词块。训练混合数据由少量一般领域数据组成,起到了正则化的作用。由于 LLaMA 2 的预训练数据集尚未公开,研究者使用 Pile 作为替代训练数据集。
模型和训练
每个模型都是从 Code Llama 初始化而来,该模型又初始化自 Llama 2,使用仅解码器(deconder only)的 transformer 结构,在 500B 的代码 token 上训练而成。研究者使用标准自回归语言建模目标,在 Proof-Pile-2 上继续训练 Code Llama 模型。这里,LLEMMA 7B 模型有 200B token,LLEMMA 34B 模型有 50B token。
研究者使用 GPT-NeoX 库在 256 个 A100 40GB GPU 上,以 bfloat16 混合精度来训练以上两个模型。他们为 LLEMMA-7B 使用了世界大小为 2 的张量并行,为 34B 使用了世界大小为 8 的张量并行,以及跨数据并行副本的 ZeRO Stage 1 分片优化器状态。此外还使用 Flash Attention 2 来提高吞吐量并进一步降低内存需求。
LLEMMA 7B 经过了 42000 步的训练,全局 batch 大小为 400 万个 token,上下文长度为 4096 个 token。这相当于 23000 个 A100 时。学习率在 500 步后预热到了 1・10^−4,然后在 48000 步后将余弦衰减到最大学习率的 1/30。
LLEMMA 34B 经过了 12000 步的训练,全局 batch 大小同样为 400 万个 token,上下文长度为 4096。这相当于 47000 个 A100 时。学习率在 500 步后预热到了 5・10^−5,然后衰减到峰值学习率的 1/30。
评估结果
在实验部分,研究者旨在评估 LLEMMA 是否可以作为数学文本的基础模型。他们利用少样本评估来比较 LLEMMA 模型,并主要关注没有在数学任务监督样本上进行微调的 SOTA 模型。
研究者首先使用思维链推理和多数投票(majority voting)方法来评估 LLEMMA 求解数学题的能力,评估基准包括了 MATH 和 GSM8k。然后探索使用少样本工具和定理证明。最后研究了内存和数据混合的影响。
使用思维链(CoT)求解数学题
这些任务包括为 LATEX 或自然语言表示的问题生成独立的文本答案,而无需使用外部工具。研究者使用到的评估基准有 MATH、GSM8k、 OCWCourses、SAT 和 MMLU-STEM。
结果如下表 1 所示,LLEMMA 在 Proof-Pile-2 语料库上的持续预训练在 5 个数学基准上均提升了少样本性能,其中 LLEMMA 34B 在 GSM8k 上比 Code Llama 提高了 20 个百分点,在 MATH 上比 Code Llama 提高了 13 个百分点。同时 LLEMMA 7B 优于专有的 Minerva 模型。
因此,研究者得到结论,在 Proof-Pile-2 上进行持续预训练有助于提升预训练模型求解数学题的能力。

使用工具求解数学题
这些任务包括使用计算工具来解题。研究者使用到的评估基准有 MATH+Python 和 GSM8k+Python。
结果如下表 3 所示,LLEMMA 在这两项任务上均优于 Code Llama。同时使用工具后在 MATH 和 GSM8k 上的性能也优于没有工具的情况。

形式数学
Proof-Pile-2 的 AlgebraicStack 数据集拥有 15 亿 token 的形式数学数据,包括提取自 Lean 和 Isabelle 的形式化证明。虽然对形式数学的全面研究超出了本文的探讨范围,但研究者在以下两个任务上评估了 LLEMMA 的少样本性能。

非形式到形式证明任务,即在给定形式命题、非形式 LATEX 命题和非形式 LATEX 证明的情况下,生成一个形式证明;
形式到形式证明任务,即通过生成一系列证明步骤(或策略)来证明一个形式命题。
结果如下表 4 所示,LLEMMA 在 Proof-Pile-2 上的持续预训练在两个形式定理证明任务上提升了少样本性能。
数据混合的影响
训练语言模型时,一种常见的做法是根据混合权重对训练数据的高质量子集进行上采样。研究者在几个精心挑选的混合权重上进行了短期训练,以此选择混合权重。接着选择了在一组高质量 held-out 文本(这里使用了 MATH 训练集)上能够最小化困惑度的混合权重。
下表 5 显示了使用 arXiv、web 和代码等不同数据混合训练后,模型的 MATH 训练集困惑度。

更多技术细节和评估结果参阅原论文。
到这里,我们也就讲完了《参数少近一半,性能逼近谷歌Minerva,又一个数学大模型开源了》的内容了。个人认为,基础知识的学习和巩固,是为了更好的将其运用到项目中,欢迎关注golang学习网公众号,带你了解更多关于模型,训练的知识点!
数学逻辑和计算机程序代码之间的深层联系:互为镜像
- 上一篇
- 数学逻辑和计算机程序代码之间的深层联系:互为镜像
- 下一篇
- 有了GPT-4之后,机器人把转笔、盘核桃都学会了
-
- 科技周边 · 人工智能 | 12小时前 |
- vLLM 连续批处理下的显存与吞吐取舍
- 209浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 13小时前 |
- Reranker 接入后如何控制检索延迟预算
- 113浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 14小时前 |
- Embedding 向量维度变化时的索引迁移方案
- 429浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 15小时前 |
- Agent 轨迹评测区分工具错误与模型错误
- 239浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 17小时前 |
- MCP 资源与工具描述的缓存更新策略
- 313浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 18小时前 |
- MCP 服务端授权范围与会话隔离的配置
- 161浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 19小时前 |
- MCP 工具结果分页与长列表截断的设计
- 486浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 21小时前 | 人工智能 · chat template apply_chat_template AI tokenizer 多模型消息格式
- AI tokenizer chat template 统一多模型消息格式
- 154浏览 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 543次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 516次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 500次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 485次学习
-
- PubMedQA
- 深入了解PubMedQA生物医学问答数据集,涵盖其核心功能、使用方法及在临床决策、药物研发等场景的应用,助力提升NLP模型性能。
- 416次使用
-
- H2O EvalGPT
- H2O EvalGPT是H2O.ai推出的开源LLM评估平台,提供详细的大模型性能排行榜、行业特定基准测试及A/B测试功能,助您快速选择最适合项目的高性能大语言模型。
- 496次使用
-
- LMArena
- LMArena是加州大学伯克利分校推出的AI模型匿名评测平台。通过盲测投票机制,用户可对比不同大模型回答并生成实时排行榜,助力开发者优化模型及用户选择最佳AI工具。
- 504次使用
-
- HELM
- 深入了解斯坦福推出的HELM(Holistic Evaluation of Language Models)大模型评测体系。本文解析其核心功能、安装配置步骤及应用场景,涵盖准确性、公平性、鲁棒性等多维度指标,助力开发者全面优化语言模型性能。
- 449次使用
-
- MMBench
- MMBench是由上海人工智能实验室等机构联合推出的多模态基准测试平台,提供细粒度能力评估、大规模数据集及VLMEvalKit工具。本文详细介绍其核心功能、安装使用方法及应用场景,助力开发者全面评估多模态模型性能。
- 281次使用
-
- 本地大模型反复输出同一句话怎么调整生成参数
- 2026-09-06 501浏览
-
- Python 调用大模型时如何用结构化输出校验 JSON:从解析失败到可重试
- 2026-08-29 501浏览
-
- AI写作工具免费版安装教程(含豆包Clawdbot)
- 2026-05-30 501浏览
-
- WPS AI能自动生成PPT吗?输入主题一键制作演示文稿
- 2026-05-27 501浏览
-
- Canva手机闪退解决方法及适配指南
- 2026-05-25 501浏览

