Dynamic Latent Routing
动态潜路由:低数据微调下搜索残差流引导码
🧭 LLM
Thoughtworks AI Labs
通过搜索离散潜码作为残差流 steering 向量,DLR 在低数据微调中联合学习模型与路由策略,平均超出 SFT 6.6 个百分点
动机
现有离散潜码方法(如 Pause Tokens、TokenAssorted)需要多阶段训练,将代码作为额外 token 插入序列,破坏预训练结构,导致低数据微调时始终落后于 SFT。
理论上,作者在时间变化奖励的 MDP 中提出 General Dijkstra Search (GDS),证明最优目标导向策略可通过子策略的时间拼接获得。这启示了「搜索-选择-更新」法则:不依赖逐状态 Bellman 迭代,而是搜索并组合子策略。
方法关键点
Dynamic Latent Routing (DLR) 将 GDS 思路应用于 LLM 后训练,在一个阶段内同时学习离散码本、路由策略和模型参数:
- Chunk-level steering:将序列按固定 token 数分块,每块的路由策略头(线性层)输出离散代码,代码索引的 steering vector 直接加到指定层的所有隐藏状态上,保持输入序列不变。
- 搜索-选择-更新:从路由头采样 N 个候选代码序列,选择最大化条件似然 (p_\theta(x|a)) 的序列,用该序列计算联合损失。
- 联合目标:包含标准 LM 损失、信息增益(鼓励提升条件似然)、策略优化项和边际熵正则项,确保代码多样且有效。
- 神经网络松弛 GDS:以可学习路由头替代优先队列,在每次训练步中隐式执行搜索-评估-更新。
关键实验结果
- 设定:低数据微调(每个数据集仅 1 epoch),对比 SFT、Pause Tokens、TokenAssorted,覆盖 Qwen3 (0.6B–8B) 和 Llama3.2 (1B/3B) 共 6 个模型,4 个 QA 基准(GSM8K、ScienceQA、StrategyQA、CSQA)。
- 性能:DLR 在全部 24 个 (模型, 数据集) 单元格中胜出,相对 SFT 平均提升 +6.6 pp,推理任务平均提升 +7.8 pp。
- 突出增益:GSM8K 上 Llama1B +10.2 pp;ScienceQA 上 Qwen3-8B +18.8 pp,Qwen3-4B +12.9 pp。
- 路由分析:代码向量余弦相似度低(≤0.28),利用率 31%–100%;n-gram 话题纯度随长度增加;消融特定代码造成话题特异性损失,验证了代码的因果作用。
- 算术案例:在六位数加减任务上,代码自组织为进位/借位等已知子电路,消融全部代码使准确率从 95.5% 跌至 0.1%。
DLR 首次在低数据条件下同时实现性能反超 SFT 和可解释路由,为语言模型的组合式内部控制提供了实用机制。