DeepSeek是否从GPT蒸馏而来?2026知识蒸馏技术分析
知识蒸馏是一种通过教师-学生架构使小模型从大模型学习的技术,旨在提升效率并保持性能。本文从数据、Logits和特征蒸馏三方面,分析DeepSeek模型是否源自GPT的蒸馏过程。
引言
图1: DeepSeek 蒸馏小模型
2025年1月20日,DeepSeek 正式发布了 DeepSeek-R1,并同步开源了模型权重。此后,DeepSeek-R1 一路领先,迅速成为全球最受瞩目的大语言模型,成功超越 ChatGPT,登顶美区苹果应用商店免费 App 排行榜首位!
图2: DeepSeek 登顶美国下载榜第一
在之前的文章《DeepSeek-R1 技术报告解读》中,我们介绍了 DeepSeek-R1 如何通过大规模强化学习实现“顿悟”。除了强化学习技术外,蒸馏技术也是另一个值得关注的亮点。通过蒸馏小模型,DeepSeekR1-Distill-Qwen-7B 在 AIME 2024 上取得了 55.5% 的准确率,超越了 QwQ-32B-Preview。同时,DeepSeek-R1-Distill-Qwen-32B 在 AIME 2024 上的准确率高达 72.6%,在 MATH-500 上的准确率为 94.3%,在 LiveCodeBench 上的得分也达到了 57.2%。这些成绩显著优于以往的开源模型,与 o1-mini 相当。
而知乎上的一个高关注问题,就是关于 DeepSeek 蒸馏相关的:许多人说DeepSeek是从GPT蒸馏出来的,这是真的吗? 接下来,我们将详细介绍 DeepSeek 的蒸馏技术,相信读完之后,大家就能轻松解答这个问题了。
什么是知识蒸馏一种机器学习技术,其中较小的"学生"模型通过模仿较大"教师"模型的输出和推理过程来学习,可以显著降低训练成本并提高模型效率。?
根据维基百科的定义,知识蒸馏(knowledge distillation) 是人工智能领域的一项模型训练技术。该技术透过类似于教师—学生的方式,令规模较小、结构较为简单的人工智能模型从已经经过充足训练的大型、复杂模型身上学习其掌握的知识。该技术可以让小型简单模型快速有效学习到大型复杂模型透过漫长训练才能得到的结果,从而改善模型的效率、减少运算开销,因此亦被称为模型蒸馏(model distillation)。
知识蒸馏并不是什么新技术,早在 2006 年, Bucilua 等人最先提出将大模型的知识迁移到小模型的想法。2015 年,Hinton 正式提出广为人知的知识蒸馏的概念。其主要的想法是:学生模型通过模仿教师模型来获得和教师模型相当的精度,关键问题是如何将教师模型的知识迁移到学生模型。
图3: 知识蒸馏教师-学生架构
目前最常用的蒸馏方法有三种:数据蒸馏蒸馏方法之一,教师模型首先生成<问题,答案>对,然后用这些数据训练学生模型。、Logits蒸馏蒸馏方法之一,学生模型被训练以模仿教师模型在softmax函数之前的原始输出分数,保留更多信息。、特征蒸馏蒸馏方法之一,蒸馏教师模型的中间层特征,作为Logits知识的有效补充,适合训练更精简且更深层的网络。。下面分别介绍下这三种蒸馏方法。
数据蒸馏
在数据蒸馏过程中,教师模型首先生成<问题, 答案> pair,这些 pair 随后被用来训练学生模型。例如,DeepSeekR1-Distill-Qwen-32B 模型就是通过使用 DeepSeek-r1 生成的80万条数据,在 Qwen2.5-32B 基础上直接进行 SFT 而得到的。
图4: 数据蒸馏
Logits蒸馏
Logits 蒸馏指的是神经网络在应用 softmax 函数之前的原始输出分数。在这一过程中,学生模型被训练以模仿教师的 logits,而不仅仅是其最终预测结果,从而保留了教师模型更多的信息。
图5: Logits蒸馏
在 Logits 蒸馏中,教师模型的输出是每个 token 的概率分布。比如教师模型的 Logits 输出为 [0.7,0.2,0.1,0,0,0,0,0,0,0]。为了让学生模型更好地学习这些知识,通常会引入温度系数Logits蒸馏中的关键超参数,用于调节教师模型输出的软标签概率分布,帮助学生模型更好地学习知识。 T。在 Logits 蒸馏中,温度参数 T 是一个关键的超参数,它主要用于调节教师模型输出的软标签的概率分布。具体来说,教师模型的输出经过温度调整后的公式为:
q_i = exp(z_i / T) / Σ_j exp(z_j / T)
其中 z_i 是教师模型的 logits 输出,在训练学生模型时,需对学生模型的输出应用与教师模型相同的温度调整,随后通过一个损失函数来评估学生模型输出与教师模型输出之间的差异。常用的损失函数是 KL散度Kullback-Leibler散度,用于衡量两个概率分布之间的差异,在Logits蒸馏中作为损失函数评估学生与教师模型输出的差异。(Kullback-Leibler Divergence),其具体公式为:
L_KD = T^2 * KL(q || p)
其中 q 是教师模型的 Logits 输出, p 是学生模型的 Logits 输出(都引入了温度系数 T)。通过最小化这个损失函数,学生模型可以逐渐学习到教师模型的概率分布,从而获得教师模型的知识。
除了蒸馏损失,学生模型还需要学习真实标签,因此总损失函数通常是蒸馏损失和交叉熵损失的加权和:
L_total = α * L_CE + (1 - α) * L_KD
其中, α 是一个超参数,用于调整蒸馏损失和交叉熵损失之间的权重平衡。通过这种训练方式,学生模型不仅能够汲取教师模型的知识,还能保持良好的对真实标签的拟合能力,进而在实际应用中展现出优异的性能。
图6: Logits蒸馏流程
特征蒸馏
如果觉得 Logits 蒸馏还不够彻底,那么还有一种方法叫特征蒸馏,也就是蒸馏教师模型的中间层。
图7: 特征蒸馏
这些来自中间层的特征基知识是对 Logits 知识的有效补充,特别适合于训练更精简且更深层的网络。上图展示了基于特征的知识蒸馏过程,其中特征蒸馏损失函数可以表示为:
L_feat = || f_t(x) - f_s(x) ||^2
DeepSeek 是否蒸馏了 GPT?
最后,我们来回答最初的问题:DeepSeek是否蒸馏了GPT?我们逐一进行分析。
是否为特征蒸馏?
显然不是。因为 OpenAI 的 GPT 模型并未开源,所以我们无法获取到其模型参数。
是否为 Logits 蒸馏?
确实有些模型除了输出最终结果,还会输出 Logits 分布,但是 OpenAI 的 API 并没有提供这一项功能,因此也不是 Logits 蒸馏。
是否为数据蒸馏?
这一点可能是最具争议的。毕竟之前有传闻称 DeepSeek-R1 在被问及“我是谁”时,会回答“我是OpenAI”。同时,也确实存在一些技巧可以获取到 o1 的隐藏思维链,比如 OpenAI o1 复现——上交大提出简单蒸馏就能超过 o1?。所以,我也不确定 DeepSeek 是否数据蒸馏了 o1 模型。
总结与参考资料
知识蒸馏作为一种高效的模型压缩与知识迁移技术,在推动大模型高效部署与应用方面扮演着关键角色。DeepSeek 的成功,无论是通过强化学习实现的“顿悟”,还是通过蒸馏技术获得的高性能小模型,都为我们提供了宝贵的技术实践参考。
参考资料 (References):
- Knowledge Distillation: A Survey
- DeepSeek-R1 技术报告解读 (DeepSeek-R1 Technical Report Analysis)
- DeepSeek使用的蒸馏技术有可能用来“偷窃”吗? (Can the Distillation Technology Used by DeepSeek Be Used for "Theft"?)
- 一文读懂 “知识蒸馏”必看! (Must-Read! Understanding "Knowledge Distillation" in One Article)
- 一文读懂知识蒸馏技术 (Understanding Knowledge Distillation Technology in One Article)
- 终于把深度学习中的知识蒸馏搞懂了!! (Finally Understood Knowledge Distillation in Deep Learning!!)
- 知识蒸馏技术原理详解:从软标签到模型压缩的实现机制 (Detailed Explanation of Knowledge Distillation Principles: Implementation Mechanism from Soft Labels to Model Compression)
- 4000字!深度解析 DeepSeek 的蒸馏技术 (4000 Words! In-depth Analysis of DeepSeek's Distillation Technology)
- 再看增强大模型推理能力的四种范式及蒸馏微调范式具体实现 (Revisiting Four Paradigms for Enhancing Large Model Reasoning Ability and the Specific Implementation of the Distillation Fine-tuning Paradigm)
- 图解深度学习 - 数据蒸馏和知识蒸馏 (Illustrated Deep Learning - Data Distillation and Knowledge Distillation)
编辑于 2025-09-27 · 著作权归作者所有
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