arxiv.org·2026/10/26
大语言模型分阶段预训练在获得专业能力的同时可能遗忘早期知识,作者考察在固定各域数据暴露的前提下仅改变各域对学习贡献强度能否改善这一权衡。受控知识—数学实验显示,损失重加权得到的单个检查点超过任意阶段轨迹上的最佳知识与推理分数,表明这是数据混合比例之外的独立控制。据此提出 LARE,根据运行损失统计自动调整域权重;其归一化反平方根规则源于对梯度噪声的理论分析,在不改变采样混合、无需额外搜索权重的情况下平衡相对损失尺度。在知识、数学和代码数据上,对 240B tokens 训练的 1.5B 模型,作者报告所有评估基准均提升,相较匹配的直接混合平均提高 +7.84 pp,其中 GSM8K 提高 +17.06 pp、MATH 提高 +9.00 pp。这证明调整域损失尺度可在不增加域暴露的前提下提升联合能力。
为什么重要 多阶段预训练常导致遗忘,LARE 在固定曝光下提升联合能力,可直接用于知识/数学/代码混合训练。适合 适合做大规模预训练数据混合与多任务损失设计的工程师和研究员
大型语言模型通常通过连续的预训练阶段获取专门能力,但这些收益可能以遗忘先前知识为代价。在这项工作中,我们研究了是否可以通过改变每个领域对学习的贡献强度、同时保持其数据暴露量不变来改善这种权衡。
我们发现,在受控的知识—数学实验中,损失重加权产生的单一检查点在知识和推理得分上超过了任一阶段轨迹中取得的最佳得分。这揭示了一种数据混合比例本身无法捕捉的独立控制手段。基于这一发现,我们提出了 LARE(Loss-Adaptive Reweighting under fixed Exposure,固定暴露量下的损失自适应重加权),它根据运行中的损失统计自动调整领域权重。受梯度噪声理论分析的启发,其归一化反平方根规则在不改变采样混合比例、也不需要额外运行来搜索权重的情况下平衡相对损失尺度。
在知识、数学和代码上,LARE 对在 240B tokens 上训练的 1.5B 模型的所有五个评估基准均有提升,相比匹配的直接混合平均提升 +7.84 pp,其中 GSM8K 提升 +17.06 pp,MATH 提升 +9.00 pp。这些发现表明,调整领域损失尺度可以在不增加额外领域暴露的情况下提升联合能力。
Large language models often acquire specialized capabilities through successive pretraining stages, but these gains can come at the cost of forgetting earlier knowledge.
In this work, we investigate whether such trade-offs can be improved by changing how strongly each domain contributes to learning while keeping its data exposure fixed.
We find that, in controlled knowledge--mathematics experiments, loss reweighting produces a single checkpoint that surpasses the best knowledge and reasoning scores attained along either stage trajectory.
This reveals an independent control that data-mixture ratios alone do not capture.
Building on this finding, we propose LARE (Loss-Adaptive Reweighting under fixed Exposure), which automatically adjusts domain weights from running loss statistics.
Motivated by a theoretical analysis of gradient noise, its normalized inverse-square-root rule balances relative loss scales without changing the sampled mixture or requiring additional runs to search for weights.
Across knowledge, mathematics, and code, Method} improves all five evaluated benchmarks for a 1.5B model trained on 240B tokens, averaging +7.84 pp over a matched direct mixture, including gains of +17.06 pp on GSM8K and +9.00 pp on MATH.
These findings demonstrate that adjusting domain loss scales can improve joint capabilities without additional domain exposure.
平均提升
GSM8K
MATH
注释 · 作者报告
EVIDENCE / METHODS
解读
逐阶段预训练常以遗忘早期知识为代价换取专项能力。作者在知识-数学对照实验中发现,固定数据曝光时仅调整各领域损失权重,即可让单一检查点超过两条阶段轨迹上的最佳知识与推理分数。这揭示数据混合比例之外的独立控制维度。
注释 · 仅基于摘要,未披露权重初始化、优化器设置与多机成本。出自 摘要
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