Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Sign up for free
Menu
Search
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Features
All features
Private URLs
Password Protection
Custom URLS
Scheduled publishing
Remove Branding
Restrict embedding
Deck Collections
Notes
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Explore
Featured decks
Featured speakers
Programming
Technology
Storyboards
Pricing
Search
Sign in
Sign up for free
論文読み会 SNLP2025 Learning Dynamics of LLM Finetun...
Search
S
August 24, 2025
Research
510
0
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
論文読み会 SNLP2025 Learning Dynamics of LLM Finetuning. In: ICLR 2025
S
August 24, 2025
More Decks by S
See All by S
論文読み会 SNLP2026 Tau2-Bench: Evaluating Conversational Agents in a Dual-Control Environment
s_mizuki_nlp
0
250
論文読み会 SNLP2024 Instruction-tuned Language Models are Better Knowledge Learners. In: ACL 2024
s_mizuki_nlp
1
640
埋め込み表現の意味適応による知識ベース語義曖昧性解消
s_mizuki_nlp
2
620
論文読み会 SNLP2018 Sequence to Action: End to End Semantic Graph Generation for Semantic Parsing
s_mizuki_nlp
0
150
論文読み会 SNLP2019 Ordered neurons: Integrating tree structures into recurrent neural networks
s_mizuki_nlp
0
160
論文読み会 SNLP2020 ELECTRA: Pre-training Text Encoders as Discriminators Rather Than Generators
s_mizuki_nlp
0
210
論文読み会 SNLP2021 A Distributional Approach to Controlled Text Generation
s_mizuki_nlp
0
180
Other Decks in Research
See All in Research
SLAMはどこまで解決されたのか?
tomonom
0
1.3k
HAKARI-Bench - 実運用視点での情報検索モデル評価ベンチマーク
hotchpotch
1
740
Vector Map as Language: Toward Unified Remote Sensing Vector Mapping
satai
3
270
2025年度秋葉原ウォーカブルプロジェクト調査報告 「アキバらしいウォーカブル」とは何か
izumiyama_lab
1
220
敵対生成プロンプト同時探索による内省型プロンプト最適化
kinoue_smarthr
0
410
Fukui Shibiten 39 - AI Art
butchi
0
190
CVPR2026論文紹介_VLMにとって良いvision encoderとは何か?Rethinking Model Selection in VLM Through the Lens of Gromov-Wasserstein Distance
kobayashi31
1
220
COMETAを用いたデータ民主化運動の歴史
sazimai
0
250
ハードウェア研究で国際トップ会議を目指す!IROS 2027での論文採択を目指して
ayatokanada
6
3.7k
最先端NLP勉強会2026 論文紹介:Reasoning with Sampling: Your Base Model is Smarter Than You Think (ICLR 2026 paper)
kogoro
4
610
「AIとWhyを深堀る」をAIと深堀る
iflection
0
620
大規模言語モデルは誰を覚えているか / Who Do Large Language Models Memorize?
upura
0
170
Featured
See All Featured
HU Berlin: Industrial-Strength Natural Language Processing with spaCy and Prodigy
inesmontani
PRO
0
700
A Modern Web Designer's Workflow
chriscoyier
699
190k
Why Our Code Smells
bkeepers
PRO
340
58k
Performance Is Good for Brains [We Love Speed 2024]
tammyeverts
12
1.8k
Rails Girls Zürich Keynote
gr2m
96
14k
For a Future-Friendly Web
brad_frost
183
10k
How to Get Subject Matter Experts Bought In and Actively Contributing to SEO & PR Initiatives.
livdayseo
0
190
RailsConf & Balkan Ruby 2019: The Past, Present, and Future of Rails at GitHub
eileencodes
141
35k
Put a Button on it: Removing Barriers to Going Fast.
kastner
60
4.6k
Believing is Seeing
oripsolob
1
220
Building Applications with DynamoDB
mza
96
7.2k
Leveraging LLMs for student feedback in introductory data science courses - posit::conf(2025)
minecr
1
390
Transcript
Learning Dynamics of LLM Finetuning. In: ICLR 2025 Yi Ren
and Danica J. Sutherland 第16回 最先端NLP勉強会 Hottolink/SciTokyo Okazaki Lab/AIST: Sakae Mizuki 2025-08-31 ※ スライド中の図表・数式は,断りのないかぎり本論文からの引用です ICLR2025 Outstanding Paper
概要 2
背景 • 有益な応答をさせるには,SFTやDPOのような事後学習が不可欠 3 SFT コードは以下の通りです。def ... 指示 𝑥 応答
y テトリスを作って。 DPO y+:好ましい応答(正例) 東京の観光地を教えて。 スカイツリーはいかがでしょうか。 自分で考えたら? y−:好ましくない応答(負例) 模範応答
動機 Huang+, arXiv23 Gekhman+, ACL24 Holtzman+, ICLR20 • 現実の事後学習では,しばしば望ましくない現象が起きる •
幻覚が悪化 [Huang+, arXiv23][Gekhman+, ACL24] • 繰り返し(degeneration[Holtzman+, ICLR20])の発生 • DPOをやりすぎると文生成が壊れる • DPOでは,好ましい応答(正例y+)の尤度もなぜか下がる • よそで作った応答を学習するoff-policy DPOで顕著 4 正例の尤度 負例の尤度
本研究の概要 本研究は事後学習の動力学(Learning dynamics)を分析. • 問い:SFTやDPOはモデルのトークン確率分布をどのように変化させるか? • SFTの動力学:勾配が似ているせいで,適当に言い換えた応答や,違う指示の応 答の尤度も上昇する • DPOの動力学:負例の学習が原因で,確率質量を最尤トークンへ集中させ
る ”Squeezing Effect”(確率分布の先鋭化)が起きている • 結論:幻覚や繰り返しはこれらの動力学が原因と思われる 5 学習前の分布 学習後の分布
分析 - SFTの動力学 6
学習の1ステップを分解する Jacot+, NeurIPS18 • 個別の訓練事例 𝑥𝑢 , 𝑦𝑢 がテスト事例 𝑥𝑜
の予測に及ぼす影響は”入力の類似度”でき まる,というのが深層学習における動力学の基本原理 [Jacot+, NeurIPS18]. • MNISTでたとえると... 7 画像「4」を学習させると ラベル「4」の予測確率が上昇 形が似ている「9」に対しても ラベル「4」の予測確率が上昇 形が違う「0」に対しては 確率分布が変化しない
学習の1ステップを分解する • 次単語予測もMNISTと同じく多クラス分類深層学習なので,動力学はおなじ: 入力の類似度がトークン確率分布 𝜋 の変化を左右する.式で表すと… 8 G: Gradient 損失関数(クロスエントロ
ピー誤差)の勾配.予測と正 解の差で決まる. K: Neural Tangent Kernel 事例間の類似度.中間層zの 勾配で決まる. A: Adaptation Softmax層の勾配.現在の トークン確率分布で決まる. Δlog π トークン確率分布の変化. =
SFTの動力学 • SFTの動力学はトークンごとの動力学の総和になる.つまり トークン確率分布の変化=Softmax層の勾配×事例間の類似度×損失関数の勾配 という原理はかわらない. 9 SFTの場合 1トークンの場合 テスト事例の応答トークン数をM,訓練事例の応答トークン数をLとする
SFT動力学の実証実験 • 事例間の類似度 K の鋭敏さを,いろんな応答文の尤度を追跡して実証してみた. • 適当に言い換えた応答𝑦gpt{s,f} + や,違う指示の模範応答𝑦𝑗≠𝑢 +
の尤度も上昇している. ⇒極端な例えだが{日本の首都は?, 東京}を学習すると{〇〇の首都は?}という指示すべて に対して”東京”と応答する確率が上がる.これが一因で幻覚が悪化するのかも 10 模範応答 意味の異なる言い換え 意味を維持した言い換え 模範応答 違う指示の模範応答
分析 - DPOの動力学 11
DPOの動力学 • SFTに対して好ましくない応答(負例)の勾配を追加したのが,DPOの動力学: 負例の尤度を減らそうとする勾配の存在がDPOの特徴である. • 減らしたぶんの確率質量はどこに再分配されるのか?が,動力学を理解するカギ. 12 DPOの場合 SFTの場合 好ましい応答(正例)
𝑦+と好ましくない応答(負例) 𝑦−のペアに拡張 負例の尤度を減らす勾配
負の勾配がもたらす Squeezing Effect • Softmax+クロスエントロピー損失に固有の現象として, 特定のクラスに負の勾配をかけると,ほぼ全クラスの確率が下がり,最尤クラスに質量が 集中する ”Squeezing Effect”,つまり確率分布の先鋭化が起きる. •
Softmax+クロスエントロピー損失を使うので,DPOもSqueezing Effectが起きる. • 偏った確率分布や負の勾配をかけるクラスの確率が低いほど,Squeezingは強くなる. ⇒超多クラス分類である言語モデルはSqueezingが強く作用する 13 多クラスロジスティック回帰によるSqueezing Effectのデモ 負の勾配をかけると 最尤クラスに質量が集中 50クラス分類 1,000クラス分類 確率分布が先鋭化していると 集中する質量が増える
DPO動力学の実証実験 • Squeezing Effectを,最尤トークンで構成した応答𝑦∗の尤度を追跡して実証する. • 𝑦∗は teacher-forcingの貪欲デコーディング 𝑦𝑙 ∗ =
argmax𝑦 {𝑝(𝑦|𝑥+ , 𝑦<𝑙 + }によって生成 • Anthropic-HH-RLHFおよびUltraFeedbackを学習する off-policy DPO の実験 • 好ましい応答𝑦+の尤度は低下する一方で,最尤トークンで構成した応答𝑦∗の尤度 が上がる,つまり負例𝑦−がもたらすSqueezingが正例𝑦+の勾配を圧倒している. ⇒Squeezingによる確率分布の先鋭化がdegenerationの原因だと思われる. 14 正例𝑦+の尤度 負例𝑦−の尤度 𝑦∗の尤度 正例の尤度
DPO派生アルゴリズムを見直してみる • しばしば有効性が主張されるDPO派生アルゴリズム(SPIN [Chen+, ICML24], SPPO [Wu+, ICLR25], SLiC [Zhao+,
ICLR23] 等)は,Squeezingを弱める設計になっている • たとえばモデル自身の応答で学習するon-policy DPOは,尤度の高い”峰”に負の勾 配をかけるのでSqueezingが起きにくい. 15
簡易な対策 – 負例もSFTで学習 • 好ましくない応答もSFTで学習して尤度を上げてからDPOを行う簡易な対策を検証 • DPOでのSqueezingが緩和され,応答の有用性が改善することを確認. 16 ベースライン Squeezingが緩和
応答の有用性
まとめと考察 17
まとめ 事後学習の動力学(Learning dynamics)を分析. • (Off-policy) DPOにおける性能劣化の謎を,確率分布の先鋭化を引き 起こす “Squeezing Effect” という現象で説明.
• DPOの学習しすぎや,尤度の低い応答に負の勾配をかけるのは要注意. • 実用上主流であるOn-policy DPOの分析が今後の研究課題. 18
読んだ理由・読んでみた感想 • 事後学習は予想外の結果が起きやすいので知見を得たかった • Squeezing Effectに限らず,確率分布を大きく変化させてしまう事後学習はたい てい失敗する印象がある. • 事前学習してない知識を教えると幻覚が悪化する [Gekhman+,
ACL24] • 低尤度の応答は選好順序の学習が困難 [Chen+, NeurIPS24] • 深い推論を模倣学習するとout-of-domainの性能が低下する [Huan+, arXiv25] • 同じモデル系列からの蒸留が効果的 [Zhang+, NAACL25] ... など • 推論型モデルではrepetitionが起きやすいのだが,GRPO損失の報酬標準化によっ て負の勾配が生じることが原因なのかも. • On-policy学習では文生成パラメータに注意するのがよさそう. • 動力学の定常性が担保できないOn-policy DPOの分析は容易ではないだろう. 19