4B 追 27B:一半靠练题,一半靠抄作业
一个 4B 的小模型,考 394 道数据题,答对 51.8%。同一个考场里,27B 的老师答对 64.0%。差 12.2 分。
YouTube 博主 PromtEngineer 最近做了个实验:不换脑子,只靠训练,小模型能追回多少分?答案是一半多。但要分两步走,而且第二步比第一步更管用。
先交代实验台。两台 NVIDIA DGX Spark,用 LoRA 微调 Qwen3.5-4B,算法是 GRPO。题库叫 SmolDataEnvs,5,394 道 Kaggle 风格的数据分析题:每题给一堆真实数据文件,模型在 bash 终端里自己干活,把答案写进一个文件。判卷的是一个独立写好的严格检查器。代码、检查器、训练脚本全部开源在 GitHub(仓库两天前刚建,Apache-2.0)。
第一幕:随机练题,几乎白练
GRPO 怎么学习,值得用一句话讲清楚:同一道题让模型连做好几次,比较组内的差别——做对的那几次和做错的那几次差在哪,这个差别就是学习信号。推论也很直接:如果一组全对或者全错,组内没有差别,就没有信号,等于这轮白跑。
随机抽题练了 40 步,成绩 54.1%,p 值 0.29——统计上和没练一样。原因查出来了:随机任务里 55% 到 70% 的组是全对或全错的。模型把题做全对或彻底不会,都不产生梯度。
第二幕:挑题
既然信号只在「有时对有时错」的题里,那就先筛。999 道候选题,每道先让模型试 4 次,只留下它有时能做对的 240 道。拿这批「边缘题」练 120 步,跑了 19.1 个小时。
成绩 58.4%,配对 McNemar 检验 p=0.001,这次是真涨了。追回 6.6 分,占 12.2 分差距的 54%。
它学会的到底是什么
这是整个实验最反直觉的部分。RL 补的不是数据分析能力。
看两项统计:没写答案就结束的回合,从 99 降到 72;答错格式的(问名字、答数字),从 17 降到 6。翻译一下:4B 本来就会做不少题,但它经常交白卷,或者把答案写错格式。RL 补的主要是「把事做完、把答案写对」,不是「懂更多」。
这也解释了上限。未训练时,4B 单次就能做对训练题的 62.3%,四次内做到 72.9%。RL 只能把「四次内会」磨成「一次就会」,磨不出从没会过的东西。所以后续四条不同的训练路线,全部停在 58% 附近。天花板是底座模型自己。
第三幕:抄作业
卡住之后换招。让 27B 把这些题做一遍,留下完整的解题过程,拿这些过程去 SFT 蒸馏 4B,然后再在上面做 RL。
考试集上,这个组合模型 58.6%——和纯 RL 的 58.4% 几乎打平。真正的差别在没见过的题上:87 道全新数据集的题,纯 RL 是 58.6%,蒸馏加 RL 做到 62.1%(对未训练起点 p=0.04),对 27B 的 64.4%,追回了 80% 的差距。
蒸馏搬进来的是 27B 会而 4B 不会的解法,RL 再把这些解法磨熟练。考试集上两者看不出差别,一到新题就分高下——学的是解法,不是题目。
判卷人和凑字数
题库自带的判卷器很松:从答案里抓第一个数字就算数——正确答案是 42 时,答「42, yes」也能过。如果拿这个当训练奖励,模型很快会学会往答案里塞数字。
作者的办法是另写一个严格判卷器当奖励,宽松的那个留在回路里、权重记零,只当报警器用。跑完检查:没有任何答案在凑数,宽松判卷器抓到的全是货真价实的差一点。
奖励就是判卷人。判卷人松,学生学会凑字数——这个道理在机器人训练、在 RLHF、在这个实验里,一次又一次地成立。
硬件上的疤
三条没人爱讲的经验,复现全靠它们:训练端和 vLLM 采样端的对数概率要一致,不装 flash-linear-attention 的话,长回答几乎拿不到训练权重;repetition_penalty 从 1.05 改成 1.0,能把每 token 的概率差从 0.06 压到 0.012;DGX Spark 的 GB10 统一内存不会干净地报 OOM,得自己盯可用内存。所有版本钉死在 versions.txt 里,TRL、vLLM、模型快照一个都不含糊。
收尾
这个实验把「小模型追大模型」拆成了两笔能数的:12.2 分的差距,6.6 分靠挑对题练出来——其中大头是把白卷变成答卷;剩下的部分,得等老师把解题过程给你看。
背景值得一提:RL 环境正在变成新的稀缺品,TechCrunch 去年九月写过硅谷集体押注环境;这套题库出自 FineEnvs 项目,小米的 MiMo-V2.6 也开放了自己的 RL 环境。算力和模型都在降价,可判卷的任务从来都缺。
GitHub:github.com/PromtEngineer/smoldataenvs-grpo-spark(15 星,两天)
题库:huggingface.co/datasets/FineEnvs/SmolDataEnvs(5,394 题,下载 7,434)
模型卡:Qwen3.5-4B / Qwen3.5-27B,均 Apache-2.0
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