大语言模型知识蒸馏技术看似简单,为何让小模型‘偷师’达顶尖水准却这么难?

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你好,我是 三桥君

📌本文介绍📌 >>


一、引言

在人工智能领域,大型语言模型(LLM)已经成为推动技术进步的重要力量。然而,训练这些庞然大物不仅需要海量的计算资源,还面临着数据存储和传输的巨大挑战。为了解决这些问题,知识蒸馏技术应运而生。通过知识蒸馏,小模型可以从大模型中“偷师”,达到甚至超越大模型的性能

本文三桥君将深入探讨知识蒸馏的两个阶段和三种常用技术,帮助你在人工智能学习中,理解如何通过这一技术让小模型“偷师”大模型,达到顶尖水准。

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二、知识蒸馏的两个阶段

阶段描述示例
预训练阶段在预训练阶段,教师模型和学生模型同时进行训练。教师模型通常是一个已经训练好的大模型,而学生模型则是一个较小的模型。通过这种方式,学生模型可以在预训练阶段就开始学习教师模型的知识Llama 4 的预训练阶段就采用了这种策略,使得学生模型在初始阶段就具备了较强的学习能力。
后训练/微调阶段在后训练或微调阶段,教师模型将已经学到的知识传授给学生模型。这一阶段的目标是让学生模型在特定任务上表现得更好。DeepSeek 的微调阶段就通过知识蒸馏技术,使得学生模型在特定任务上的表现得到了显著提升。
双管齐下的策略有些模型在预训练和微调阶段都使用知识蒸馏技术,这种双管齐下的策略可以让学生模型在两个阶段都受益。Gemma 3 就采用了这种策略,使得学生模型在预训练和微调阶段都得到了充分的训练。

三、三种常用的知识蒸馏技术

技术定义优点局限示例
软标签蒸馏软标签蒸馏是指教师模型将整个概率分布传授给学生模型这种方法可以让学生模型全面继承教师模型的推理能力这种方法的局限在于需要教师模型的权重,存储需求巨大语言大师与新手的学习过程就类似于软标签蒸馏,新手可以从大师那里学到全面的知识。
硬标签蒸馏硬标签蒸馏是指教师模型只传授最终答案给学生模型这种方法简单高效,存储需求小这种方法的局限在于学生模型只学到了答案,深度不足DeepSeek - R1 传授给通义千问和 Llama 3.1 的过程就采用了硬标签蒸馏
协同蒸馏协同蒸馏是指教师模型和学生模型从零开始共同学习这种方法可以让学生模型在初期就与教师模型共同成长,学习灵活这种方法的局限在于初期教师模型可能不够准确,学生模型需要平衡多方信息Llama 4 Behemoth 与 Llama 4 Scout 和 Maverick 的训练过程就采用了协同蒸馏

四、知识蒸馏技术的优缺点总结

技术优点局限
软标签蒸馏全面继承教师的推理能力需要教师模型权重,存储需求大
硬标签蒸馏简单高效,存储需求小只学答案,深度不足
协同蒸馏师生共同成长,学习灵活初期教师不准,学生需平衡多方信息

五、结论

知识蒸馏技术在大型语言模型的训练中扮演着重要角色。通过不同的蒸馏技术,小模型可以从大模型中“偷师”,达到甚至超越大模型的性能。选择合适的知识蒸馏技术,可以让你在资源有限的情况下,依然能够训练出高性能的模型。

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希望本文的内容能够帮助你在 AI 产品经理的职业生涯中,更好地理解和应用知识蒸馏技术。


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