英伟达揭示RL Scaling魔力!训练步数翻倍=推理能力质变,小模型突破推理极限

内容摘要强化学习(RL)到底是语言模型能力进化的「发动机」,还是只是更努力地背题、换个方式答题?这个问题,学界争论已久:RL 真能让模型学会新的推理技能吗,还是只是提高了已有知识的调用效率?过去的研究多数持悲观态度:认为 RL 带来的收益非常有限,

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强化学习(RL)到底是语言模型能力进化的「发动机」,还是只是更努力地背题、换个方式答题?这个问题,学界争论已久:RL 真能让模型学会新的推理技能吗,还是只是提高了已有知识的调用效率?

过去的研究多数持悲观态度:认为 RL 带来的收益非常有限,有时甚至会让模型「同质化」加重,失去多样性。然而,来自英伟达的这项研究指出,造成这一现象的根本原因在于:数学、编程等任务在 base model 的训练数据中被过度呈现,以及 RL 训练步数不足。

论文题目:ProRL: Prolonged Reinforcement Learning Expands Reasoning Boundaries in Large Language Models

链接:pdf/2505.24864

ProRL 来了!长期训练 = 推理能力质变!

由 NVIDIA 团队提出的 ProRL(Prolonged Reinforcement Learning)框架,将 RL 训练步数从传统的几百步大幅提升至 2000 步以上,释放了小模型潜藏的巨大潜力。结果令人震惊:

原本完全不会做的逻辑谜题,ProRL 模型的 pass@k 能达到 100%

创造力指标(Creativity Index)飙升,模型能主动生成全新解题路径

不再是「蒙对答案」,而是真正「开窍」了!

这一突破主要来自于稳定长期的强化学习,然而,长期 RL 训练并不容易,容易出现熵崩塌、性能震荡、甚至「摆烂」。为此,团队构建了完整的技术组合拳:

多样化可验证奖励任

引入了数学、编程、科学问答(STEM)、逻辑谜题、指令遵循等多领域数据,这些任务具有程序化可验证的正确答案,为 RL 训练提供了可靠、客观的监督信号,不再依赖「易被骗」的奖励模型。

改进算法组合:GRPO + DAPO

在 GRPO(Group Relative Policy Optimization)框架基础上,融合 DAPO(Decoupled Clip and Dynamic Sampling)关键的解耦裁剪(Decoupled Clipping)来避免策略更新失衡,以及动态采样(Dynamic Sampling)来过滤掉「太容易」或「完全不会」的无效样本,提升训练效率。

KL 正则化 + 周期性策略重置

与一些去 KL 正则的做法相反,本论文发现适度 KL 惩罚是稳定训练的关键。同时引入参考策略重置机制:当 KL 骤增或性能下滑时,重置参考策略为当前模型副本,并重置优化器,让训练「重启」。这个简单机制有效打破训练停滞,使模型持续进化。

基于 ProRL 技术,团队训练出 Nemotron-Research-Reasoning-Qwen-1.5B,展现出惊人的性能优势:

在数学任务中提升 14.7%,赶超 7B 模型

在代码生成上领先 DeepCoder-1.5B 达 6.5%

在逻辑推理方面,准确率提升高达 54.8%

ProRL 真的能够拓宽模型能力边界

近来,对于 RL 是否能够拓宽模型的能力边界一直有争议。作者在文章中着重分析了 RL 是否能够拓宽能力边界的问题,并且发现,长期稳定的 RL 能够带来模型能力的真正提升。围绕着这个主题,文章主要揭示了三个方面的发现:

RL 模型能解出 base model 无论如何采样都完全答不出的题,甚至做到 pass@k 100%。这不是随机波动,而是新能力的诞生。

强化学习带来的提升与基础模型的初始表现之间呈显著负相关关系。在那些 base model 表现较弱的任务(初始 pass@k 较低),RL 展现出极强的「推理边界扩展」能力。

而在本身已经很强的领域,如数学和代码(这些任务的「创造力指数」较低),ProRL 的边界扩展则较为有限。对于图中「Diminished Area」中提升较小的任务,作者观察到一个共同特征:这些任务在预训练数据中已被充分覆盖,缺乏进一步扩展的空间,因此 RL 提供的增益有限。

模型不仅「答对」,还「想得新」。作者使用 Creativity Index 对模型生成的解题路径进行量化评估,发现:训练步数越长,模型「跳出预训练语料」的能力越强。解题方式不再拘泥于模板套路,而是展现出更丰富、更具创造性的推理策略。

总结

这项来自 NVIDIA 的研究,让我们重新认识了 RL 的真正潜力——不仅能优化策略,还能扩展模型的能力边界。

通过 ProRL,我们第一次看到「小模型」也可以在复杂推理任务中「迎难而上」,甚至跑赢大模型。而这种进步,不靠更多数据、不靠更大模型,只靠更长、更稳、更聪明的训练流程。

未来,如果你想做出推理能力强、部署成本低、泛化能力强的小语言模型,ProRL 可能正是那把钥匙。

 
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