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Otimização de Preferências de Razão de Chances (ORPO)

A ORPO (Odds Ratio Preference Optimization) é uma nova técnica de ajuste fino que combina o ajuste fino e o alinhamento de preferências em um único processo unificado. Essa abordagem combinada oferece vantagens em termos de eficiência e desempenho em comparação com métodos tradicionais como RLHF ou DPO.

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Entendendo sobre o ORPO

O alinhamento com métodos como o DPO normalmente envolve duas etapas separadas: ajuste fino supervisionado para adaptar o modelo a um domínio e formato, seguido pelo alinhamento de preferências para alinhar com as preferências humanas. Embora o SFT adapte efetivamente os modelos aos domínios-alvo, ele pode aumentar inadvertidamente a probabilidade de gerar respostas desejáveis e indesejáveis. O ORPO aborda essa limitação integrando as duas etapas em um único processo, conforme ilustrado na comparação abaixo:

Comparação de diferentes técnicas de alinhamento de modelos

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Como o ORPO Funciona

O processo de treinamento utiliza um conjunto de dados de preferências semelhante ao que usamos para o DPO, em que cada exemplo de treinamento contém um prompt de entrada com duas respostas: uma que é preferida e outra que é rejeitada. Diferentemente de outros métodos de alinhamento que exigem estágios e modelos de referência separados, o ORPO integra o alinhamento de preferências diretamente ao processo de ajuste fino supervisionado. Essa abordagem monolítica o torna livre de modelos de referência, computacionalmente mais eficiente e eficiente em termos de memória com menos FLOPs.

O ORPO cria um novo objetivo ao combinar dois componentes principais:

1. Função de perda do SFT: A perda padrão de log-verossimilhança negativa usada na modelagem de linguagem, que maximiza a probabilidade de gerar tokens de referência. Isso ajuda a manter as capacidades gerais de linguagem do modelo.

2. Função de perda da Razão de Chances: Um novo componente que penaliza respostas indesejáveis e recompensa as preferidas. Essa função de perda usa índices de probabilidade (razão de chances) para contrastar efetivamente entre respostas favorecidas e desfavorecidas no nível do token.

Juntos, esses componentes orientam o modelo a se adaptar às gerações desejadas para o domínio específico e, ao mesmo tempo, desencorajam ativamente as gerações do conjunto de respostas rejeitadas. O mecanismo de razão de chances oferece uma maneira natural de medir e otimizar a preferência do modelo entre os resultados escolhidos e rejeitados. Se quiser se aprofundar na matemática, você pode ler o artigo sobre ORPO. Se quiser saber mais sobre o ORPO do ponto de vista da implementação, confira como a função de perda do ORPO é calculada no módulo TRL.

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Desempenho e Resultados

O ORPO demonstrou resultados impressionantes em vários benchmarks. No MT-Bench, ele alcança pontuações competitivas em diferentes categorias:

Resultados do MT-Bench por categoria para os modelos Mistral-ORPO

Quando comparado a outros métodos de alinhamento, o ORPO apresenta desempenho superior no AlpacaEval 2.0:

Pontuações do AlpacaEval 2.0 em diferentes métodos de alinhamento

Em comparação com p SFT+DPO, o ORPO reduz os requisitos de computação, eliminando a necessidade de um modelo de referência e reduzindo pela metade o número de passagens de avanço por lote. Além disso, o processo de treinamento é mais estável em diferentes tamanhos de modelos e conjuntos de dados, exigindo menos hiperparâmetros para ajustar. Em termos de desempenho, o ORPO se iguala aos modelos maiores e mostra melhor alinhamento com as preferências humanas.

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Implementação

A implementação bem-sucedida do ORPO depende muito de dados de preferência de alta qualidade. Os dados de treinamento devem seguir diretrizes claras de anotação e fornecer uma representação equilibrada das respostas preferidas e rejeitadas em diversos cenários.

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Implementação com TRL

O ORPO pode ser implementado usando o módulo Transformers Reinforcement Learning (TRL). Aqui está um exemplo básico:

    from trl import ORPOConfig, ORPOTrainer

    # Configure ORPO training
    orpo_config = ORPOConfig(
        learning_rate=1e-5,
        per_device_train_batch_size=4,
        gradient_accumulation_steps=4,
        max_steps=1000,
        orpo_alpha=1.0,  # Controls strength of preference optimization
        orpo_beta=0.1,   # Temperature parameter for odds ratio
    )

    # Initialize trainer
    trainer = ORPOTrainer(
        model=model,
        args=orpo_config,
        train_dataset=dataset,
        tokenizer=tokenizer,
    )

    # Start training
    trainer.train()

Principais parâmetros a serem considerados:

- `orpo_alpha`: Controla a força da otimização de preferências
- `orpo_beta`: Parâmetro de temperatura para o cálculo da razão de chances
- `learning_rate`: Deve ser relativamente pequeno para evitar o esquecimento catastrófico
- `gradient_accumulation_steps`: Ajuda na estabilidade do treinamento

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Próximos Passos

⏩ Experimente o Tutorial do ORPO para implementar essa abordagem unificada ao alinhamento de preferências.

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Referências

- Artigo sobre ORPO
- Documentação TRL
- Guia Argilla RLHF

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