大语言模型知识蒸馏技术看似简单，为何让小模型达顶尖水准却这么难？
【摘要】 本文三桥君围绕知识蒸馏技术展开。在人工智能领域，训练大模型面临挑战，知识蒸馏让小模型 “偷师” 大模型。文中介绍其两阶段（预训练、后训练 / 微调）及三种常用技术（软标签、硬标签、协同蒸馏），总结优缺点，助你理解应用该技术。
你好，我是 三桥君
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。
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。
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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