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Clipped Importance Sampling Policy Optimization (CISPO)
Clipped Importance Sampling Policy Optimization (CISPO) 是 MiniMax-M1 论文中提出的一种强化学习算法。相比GRPO(Group Relative Policy Optimization)算法,CISPO 对重要性采样权重(importance sampling weights)本身进行裁剪。
算法原理
为便于理解,我们基于 GRPO 算法进行对比说明。
GRPO通过裁剪策略比率来限制策略更新幅度,其损失函数为:
\mathcal{L}_{\text{GRPO}}(\theta) = -\mathbb{E}\left[\min\left(r_t(\theta) \cdot \hat{A}_t, \text{clip}(r_t(\theta), 1-\epsilon, 1+\epsilon) \cdot \hat{A}_t\right)\right]
其中 r_t(\theta) = \frac{\pi_\theta(a_t|s_t)}{\pi_{\theta_{\text{old}}}(a_t|s_t)} 是重要性采样比。
在处理长推理链条时,这种裁剪方式可能导致以下问题:
关键 Token 的梯度被抑制:在复杂推理任务中,某些关键的低概率 token(如 However, Recheck, Wait, Aha)对于触发深度思考和推理纠错至关重要。这些 token 在旧策略 \pi_{\theta_{\text{old}}} 中概率较低,当新策略试图提高其概率时,会导致较大的策略比率 $r_t(\theta)$,GRPO 的裁剪机制会将这些 token 丢弃。
CISPO 的解决方案
CISPO 的核心思想是:裁剪重要性采样权重,保留梯度更新。具体来说,CISPO 的损失函数为:
\mathcal{L}_{\text{CISPO}}(\theta) = -\mathbb{E}\left[\text{detach}\left(\min(r_t(\theta), \epsilon_{\text{high}})\right) \cdot \hat{A}_t \cdot \log \pi_\theta(a_t|s_t)\right]
其中 r_t(\theta) = \frac{\pi_\theta(a_t|s_t)}{\pi_{\theta_{\text{old}}}(a_t|s_t)} 是重要性采样比。
关键机制:
- 对重要性采样权重进行裁剪:
\min(r_t(\theta), \epsilon_{\text{high}}) - detach 操作:裁剪后的权重不参与梯度计算,作为常数系数
- 梯度来自
\log \pi_\theta(a_t|s_t)项,保证所有 token 都有梯度贡献
实现细节
CISPO 的伪代码实现如下:
log_ratio = per_token_logps - old_per_token_logps
importance_weights = torch.exp(log_ratio) # r_t(θ) = π_θ / π_θ_old
clamped_ratios = torch.clamp(importance_weights, max=epsilon_high).detach()
per_token_loss = -clamped_ratios * advantages.unsqueeze(1) * per_token_logps
参数设置
我们可以基于 GRPOTrainer,通过设置以下参数实现 CISPO 训练:
--loss_type cispo
--epsilon_high 5.0
相比其他算法, cispo 的 epsilon_high 一般取值较大,minimax论文中未给出具体的参数设置,这里的值参考论文ScaleRL的实验设置
其他训练参数参考 GRPO参数文档