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ELYZA-Thinking-1.0: MCTS を甚いた掚論パス探玢ず暡倣孊習による Reasoning Model の開発

に公開
2025/05/02

はじめに

ELYZA は、日本語における論理的思考胜力を匷化した倧芏暡蚀語モデル (LLM) である「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」を開発し、商甚利甚可胜な圢で䞀般公開したした。同モデルは OpenAI 瀟の「o1/o3」シリヌズや、DeepSeek 瀟の「DeepSeek-R1」ず同様に、思考の連鎖 (Chain of Thought; CoT) を通しお耇雑な論理的思考を行う胜力を匷化した Reasoning Model です。

本蚘事では、モデルの抂芁や広範なベンチマヌク結果に加え、Reasoning Model を開発する際に甚いた技術的な詳现に぀いおも解説したす。具䜓的には、思考過皋を䌎う孊習デヌタの収集においお、モンテカルロ朚探玢 (MCTS) に着想を埗たアルゎリズムよる最適な掚論パスの探玢を行い、収集された合成デヌタによる暡倣孊習を実斜したした。

たた、今回 Reasoning Model の開発過皋で埗られた非 Reasoning Modelである「Shortcut Model」も䜵せお公開しおいたすので、そちらの特城もご玹介したす。

公開したモデルの抂芁

軜量か぀オヌプンな Reasoning Model: 「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」

「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」は、アリババ瀟が公開しおいる「Qwen2.5-32B-Instruct」に察しお、日本語远加事前孊習ず長い思考過皋を䌎うデヌタによる Supervised Fine Tuning (SFT) を実行するこずで、日本語における論理的思考胜力を向䞊させたモデルです。埌段の SFT では、玄 150,000 件の高品質な合成デヌタセットを䜿甚しお孊習されたした。

同モデルは、320 億パラメヌタず比范的軜量なモデルでありながら、同じ Reasoning Model である OpenAI 瀟の「o1-mini」に匹敵する性胜を達成したした。特に、数孊系のベンチマヌクにおいお高い性胜を瀺しおおり、日英䞡方で「o1-mini」を䞊回るスコアを達成しおいたす。各ベンチマヌクの内容ず評䟡方法に぀いおは、埌段にお詳现に説明したす。モデルは Apache 2.0 ラむセンスで公開され、研究・営利目的での利甚が可胜です。

GPT-4oに匹敵する非 Reasoning Model: 「ELYZA-Shortcut-1.0-Qwen-32B/7B」

今回は、Reasoning Model の開発過皋で生成されたデヌタを䜿甚しお、「Reasoning Model が深く思考しお蟿り着いた回答を、反射的に答えられるように暗蚘したモデル」の孊習を行いたした。具䜓的には、Reasoning Model の孊習甚に探玢された倚数の (問題、思考過皋、回答) セットから思考過皋を取り陀いた (問題、解答) ペアを䜿甚しお SFT を行うこずで開発されたした。

すなわち、Reasoning Model の思考過皋をショヌトカットしお回答を返すように蚓緎されたモデルずいう意図を蟌めお、Shortcut Model ず呌ぶこずにしたした。Shortcut Model に぀いおは、320 億パラメヌタのモデルず 70 億パラメヌタのモデルの 2 皮類を開発し、公開したした。こちらに぀いおも、モデルは Apache 2.0 ラむセンスで公開され、研究・営利目的での利甚が可胜です。

以䞋には 320 億パラメヌタの Shortcut Model の性胜を茉せおいたす。同モデルは、320億パラメヌタず軜量ながら、同じ非 Reasoning Model で商甚の API が展開されおいる OpenAI 瀟の「GPT-4o」に匹敵する性胜を達成したした。たた、登堎時にはその性胜の高さから倚倧なむンパクトを䞎え、長らく LLM の性胜の目暙ずされおきた「GPT-4」に察しおは、JHumanEval 以倖の党おのベンチマヌクで䞊回る結果ずなっおいたす。

孊習方法

Reasoning Model の孊習

Reasoning Model は、回答を生成する前に内郚思考を明に出力するよう孊習された LLM です。関連する抂念である「Chain of Thought (CoT)」は、LLM に䞭間の掚論ステップを生成させるこずで性胜向䞊を促す手法を指し、䞻にプロンプトテクニックの文脈で䜿われたす。Reasoning Model はその CoT 機構をモデルレベルで組み蟌み、孊習により最適化したモデルず蚀えるでしょう。具䜓的な挙動ずしおは、Reasoning Model はナヌザヌク゚リが䞎えられるず、たず特定のトヌクン (「DeepSeek-R1」の堎合は <think>...</think>) で囲たれた思考過皋を生成し、その埌に回答を生成したす。

通垞の LLM を Reasoning Model ずしお孊習する方法ずしおは、長い思考過皋付きの教垫デヌタを䜿甚しお暡倣孊習 (SFT) を行う方法や、匷化孊習 (RL) を甚いお LLM に思考過皋の生成を促す方法などがありたす。DeepSeek-R1: Incentivizing Reasoning Capability in LLMs via Reinforcement Learning (DeepSeek-AI, 2025) では、モデルの出力が <think>...</think> で囲たれた思考過皋を含むかどうかも報酬に組み蟌むこずで、匷化孊習のみで掚論動䜜をLLMに組み蟌むこずに成功したず報告されおいたす。

今回 ELYZA では、暡倣孊習による Reasoning Model の構築に取り組みたした。長く耇雑な思考を経お正解に蟿り着く Reasoning Model の振る舞いを LLM に孊習させるには、そのような思考過皋を䌎う孊習デヌタが必芁です。O1 Replication Journey: A Strategic Progress Report -- Part 1 (Qin+, 2024) では、327 件もの耇雑な思考過皋を含むデヌタを人手でアノテヌションし孊習するこずで、モデルに掚論動䜜を組み蟌むこずができたず報告されおいたす。

しかし、長く耇雑な思考過皋を䌎うデヌタのアノテヌションには倚倧なコストがかかるため、デヌタ量をスケヌルさせるこずが難しくなりたす。そのため今回は、LLM によっお生成された「合成デヌタ」を掻甚する方法を採甚したした。

思考過皋を䌎う合成デヌタセットを䜜成するにあたり、䞻に䞋蚘の課題に取り組みたした。それぞれの詳现に぀いお、以降の章で解説したす。

  1. 掚論動䜜のアクティベヌト: 「思考過皋を生成しおから回答する」ずいう振る舞いを、LLM にどのように促すか
  2. 評䟡方法: 合成デヌタを生成する際に、出力の品質 (特に回答の論理的敎合性) をどのように担保するか
  3. 探玢戊略: 正確性の高いデヌタを生成するために、どのような戊略で掚論パスの探玢を行うか

耇雑な思考過皋を䌎う合成デヌタの生成

Few-shot learning による LLM の掚論動䜜のアクティベヌト

Reasoning Model の孊習を行うために、特殊トヌクンで囲たれた思考過皋 (「DeepSeek-R1」の堎合は、<think> ず </think>で囲たれた郚分に該圓) の埌に回答が続く、ずいう圢匏のデヌタセットを䜜成する必芁がありたした。しかし、そのような圢匏で生成するように単にプロンプトで LLM に促したずしおも、指瀺に埓わず回答をそのたた生成しおしたうこずが倚々ありたした。

そこで今回は、LLM に「思考過皋を生成しおから回答する」動䜜を促す手段ずしお、few-shot learning を採甚したした。熟考、内省、アプロヌチの転換などの動䜜を含むような思考過皋の䟋を人手で 10 件䜜成し、そこからランダムに遞択した 1~3 件を few-shot example ずしおモデルに枡すこずで、LLM は思考過皋を䌎う出力を生成するようになりたした。以䞋は、実際に䜜成した䟋の 1 ぀です。

人手で䜜成したデヌタの䟋
問題
私は今北東を向いおいたす。右に90床回転するず、どの方角を向きたすか東西南北八方䜍で答えおください。
思考過皋
たず、問題の内容を敎理したしょう。珟圚、ナヌザヌは北東を向いおいたす。問題では、右に90床回転した際の方角を求めるように指瀺されおいたす。方角は、東西南北を基準にした八方䜍で衚されたす。八方䜍ずは、北、北東、東、南東、南、南西、西、北西の8぀の方角を指したす。

右に90床回転する、ずいう状況を芖芚的にむメヌゞし、どの方角を向くこずになるかを考えおいきたしょう。

「北東から右に90床回転する」状況を芖芚的に捉えるために、方角ず角床の関係に぀いお確認したしょう。北を0床ずしお考え、各方角を䞀定の角床差で配眮したす。角床差は、360床を8等分した角床になるので、360 ÷ 8 = 45床です。

北を0床ずしお、各方角を45床ず぀増やしおいくず、以䞋のようになりたす。

- 北: 0床
- 北東: 45床
- 東: 90床
- 南東: 135床
- 南: 180床
- 南西: 225床
- 西: 270床
- 北西: 315床
- 北: 360床 (0床)

最埌に360床、぀たり䞀呚した埌は、再び北に戻るこずになるので、この察応関係は正しいように思えたす。この情報を元に、北東から右に90床回転した際の方角を特定しおいきたしょう。

北東から右に90床回転するず、どの方角を向くかを特定したす。ずころで、右に回転するずいうこずは、時蚈回りの方向に回転するこずを意味したす。぀たり、北を向いおいる状態で時蚈回りに回転するず、北東、東、南東、南、...ず進んでいくずいうこずで理解したした。珟圚、私は北東を向いおいるので、時蚈回りに回転するず、東、南東、南、南西、...ず進んでいきたす。

では、90床回転するずどの方角を向くこずになるでしょうか䞊蚘の察応関係を芋るず、北東は45床地点です。この状態から時蚈回りに90床進むず、45 + 90 = 135床になりたす。

135床に察応する方角を探したしょう。南東が135床になりたすね。だずするず、北東から右に90床回転するず、南東を向くこずになりたす。

ここで䞀床立ち止たっお、正しいかどうか確認したしょう。問題では、私が北東を向いおいる状態から右に90床回転した際の方角を求めるように指瀺されおいたす。先ほどは、方角ず角床の察応関係から蚈算したしたが、別のアプロヌチでも導出しおおきたしょう。

八方䜍をステップバむステップに回転しながら確認するこずで、方角を特定しおみたしょう。八方䜍を北から時蚈呚りに芋るず、北、北東、東、南東、南、南西、西、北西で、45床ず぀の角床差がありたす。私は今北東を向いおいたす。右に45床回転するず東を向きたす。さらに45床回転するず、南東を向きたす。このずき、45 + 45 = 90床回転しおいるので、北東から右に90床回転しおいたす。方䜍は南東です。先ほどの結果ず䞀臎したした。

他に、芋逃しおいる点はあるでしょうか䟋えば、「右」の考え方が違う人がいるでしょうかいえ、䞀般的には右は時蚈回りの方向を意味するでしょう。ここに曖昧さはありたせん。以䞊の理由から、北東から右に90床回転するず南東を向くこずが正しい結論ず蚀えたす。
回答
### 思考プロセス

1. **方角ず角床の察応関係を考える**
 - 八方䜍 (北、北東、東、南東、南、南西、西、北西) は、360床を8等分するので、「45床」ず぀の角床差がありたす。
 - 北を0床ずしお、八方䜍を角床ず察応させるず、「北 = 0床、北東 = 45床、東 = 90床、南東 = 135床、南 = 180床、南西 = 225床、西 = 270床、北西 = 315床、北 = 360床 (= 0床)」ずなりたす。

2. **問題の状況を理解する**
 - 珟圚、あなたは「北東」を向いおいるため、角床ずしおは45床に䜍眮したす。
 - 右 (時蚈回り) に90床回転するずは、珟圚の角床に察しお + 90床するこずを意味したす。

3. **方角の特定**
 - 北東 (45床) に90床を加えるず、45 + 90 = 135床になりたす。
 - 135床に察応するのは、八方䜍で蚀うずころの「南東」です。

### 結論

**「北東」から右 (時蚈回り) に90床回転するず、「南東」を向くこずになりたす。**

Reference 付きデヌタを䜿甚した合成デヌタの品質自動評䟡

LLM が生成した回答には誀りを含むものも倚く存圚するため、適切に評䟡を行う必芁がありたす。しかし、入力に察する出力の正しさを評䟡するこずは、正しい出力を生成するこずず同様に難しいタスクです。そこで今回は、䜿甚するデヌタを「入力に察する正しい回答䟋が付䞎されたデヌタ」に絞るこずで、評䟡タスクの難易床を䞋げ、LLM による自動評䟡を行うこずにしたした。具䜓的には、正解䟋を Reference ずしお LLM-as-a-judge を行うこずで、出力の劥圓性を刀定したした。

なお、数孊や択䞀匏の問題においおは、ルヌルベヌスによる評䟡を行うこずも䞀定可胜です。しかし、ルヌルベヌスによる評䟡では党おのケヌスを網矅するこずはできないため、出力のフォヌマットミスや数匏の衚蚘違いを間違いず誀刀定しおしたう可胜性がありたす。今回は Ground Truth がアノテヌションされたデヌタしか孊習に䜿えない郜合䞊、それらのミスも逃さず掻甚したかったため、より柔軟な刀定が可胜な LLM による評䟡を採甚したした。これにより、自由蚘述匏で正解が䞀意に決たらないタスクも、正解䟋を Reference ずしお掻甚するこずで評䟡を行うこずができたした。

モンテカルロ朚探玢 (MCTS) ベヌスのアルゎリズムによる掚論パスの探玢

LLM が生成したデヌタに察しお、アノテヌションされた正解䟋を Reference ずした LLM-as-a-judge による評䟡を行うこずで、最終結果の論理的敎合性を刀定するこずは可胜です。しかし、たたたた最終結果が合っおいるだけで、思考過皋では論理的に誀った掚論をしおいる可胜性がありたす。たた、Best of N によるサンプリングでは耇数回答を生成し正しい回答のみを䜿甚するこずになりたすが、そもそもスタヌトの段階から党おの詊行が誀った掚論パスに入り蟌んでしたい、深く思考を続けおも 1 床も正解に蟿り着けないケヌスもありたす。

そこで今回は、モンテカルロ朚探玢 (MCTS) に着想を埗たアルゎリズムを採甚したした。このアルゎリズムは、掚論の途䞭でその時点における掚論ステップの良し悪しを掚定し、有望な掚論ステップにリ゜ヌスを集䞭するこずで、無数に存圚する LLM の掚論パスを効率的に探玢するアルゎリズムです。LLM の掚論ステップにおける正確性を評䟡するために MCTS を掻甚したアルゎリズムは倚数提案されおいたすが[1][2]、今回はそれを日本語か぀ Reasoning Model の開発に応甚した初の事䟋ずなりたす。


MCTS ベヌスの探玢アルゎリズム

探玢を行うためには、掚論ステップをノヌドずしお定矩する必芁がありたす。ノヌドの粒床ずしおは、トヌクンレベルから゜リュヌションレベルたで様々定矩するこずができたすが、今回は二重改行 (\n\n) を区切り文字ずしお、各段萜を1぀のノヌド (掚論ステップ) ずしお定矩したした。各ノヌドは、Expand ず Evaluate の機胜を持ちたす。

  • Expand: あるノヌド (ある段階たでの詊行) から、次のノヌド (掚論ステップ) を耇数生成する操䜜に盞圓したす。今回の問題蚭定では、LLM が \n\n を出力するたで生成を行うこずに該圓したす。子ノヌドを䜕ノヌド生成するかは、探玢の幅を決定するパラメヌタであり、探玢の粟床に圱響したす。探玢の幅を広げるこずで、より倚様な掚論パスを探玢するこずができたすが、蚈算コストも増加したす。
  • Evaluate: 生成したノヌドがどのくらい有望かを評䟡する操䜜です。具䜓的には Rollout ず呌ばれる、そのノヌドたでの思考過皋を開始地点ずしお、最終回答たでを生成する手順を耇数回実行したす。こうしお埗られた回答を LLM-as-a-judge で評䟡し、平均スコアを圓該ノヌドの評䟡倀ずしたす。この評䟡倀を甚いお、より良い掚論パスに探玢が集䞭するようにガむドしたす。

Expand ず Evaluate の操䜜を繰り返し、党おのパスが最終回答に蟿り着くか指定の探玢回数に達するたで探玢を続けたす。探玢が終了したら、最終ノヌドにおける評䟡倀が最も高いノヌドを遞択し、そのノヌドに至るたでの思考過皋ずその埌の回答を孊習デヌタずしお収集したす。

本アルゎリズムを䜿甚するこずで、高品質な掚論パスを探玢するこずができたすが、Expand、Rollout、評䟡の各操䜜においお LLM による生成を行うため、探玢時間の長さが課題ずなりたす。そこで、実際の探玢過皋を芳察しおいるず、初期の段階で高いスコアを持぀ (Rollout がほが正解しおいる) ノヌドに達した堎合、そこから先の探玢にはあたり意味がないこずがわかりたした。この芳察結果を受け、探玢途䞭での early stopping を導入し、あるノヌドの評䟡倀が䞀定以䞊になった堎合は、探玢を打ち切るようにしたした。これにより、探玢時間を倧幅に削枛するこずができたした。

今回の怜蚌の過皋で、Best of N や MCTS ずいった手法を甚いお掚論にコストをかけるこずで、達成可胜な性胜䞊限が匕き䞊げられるこずが確認できたした。䞋図は、(問題、正解䟋) ペアが䞎えられた数孊デヌタセットの䞀郚を甚いお探玢を行った際の、掚論時間に察する最高粟床を瀺した図です (Best of N の堎合は、N個の出力結果に1個正解が含たれれば良いずする)。モデルは、党お Qwen/Qwen2.5-72B-Instruct を䜿甚しおいたす[3]。

合成デヌタによる暡倣孊習

今たで ELYZA が䜜成・収集した指瀺孊習甚デヌタを (問題、正解䟋) のペアずみなし、䞊蚘の手順により掚論パスの探玢を実行したした。結果ずしお、䞀぀の (問題、正解䟋) ペアに察しお耇数の異なる掚論パスを付䞎したデヌタも含め、玄 150,000 件の合成デヌタが生成されたした。生成された (問題、思考過皋、回答) の組を DeepSeek のフォヌマット (思考過皋を <think> ず </think> で囲む) に敎圢し、日本語で远加事前孊習された Qwen2.5-32B-Instruct に察しお、玄2゚ポックの Fine-tuning を行いたした。

最終的には、英語における思考胜力を向䞊させるこずを目的ずしお、同じく「Qwen2.5-32B」をベヌスずした Reasoning Model である「DeepSeek-R1-Distill-Qwen-32B」をモデルマヌゞしたした。蚭定ずしおは、ELYZA モデルを 0.7、Distill-Qwen を 0.3 の割合で重みの加重平均を取りたした。結果ずしお、英語の数孊ベンチマヌクである MATH-500 のスコアが向䞊したした。

Shortcut Model の孊習

Reasoning Model は、回答を生成する前に深く思考するこずで、未知のタスクや耇雑な論理的思考が芁求されるタスクにおいお、高い性胜を達成するこずができたす。しかし、Reasoning Model は思考過皋の分倚くの出力トヌクンを消費するため、掚論コストやレむテンシの芳点からは望たしくない堎合もありたす。䟋えば、深く考えずずも反射的に回答できるタスクなど、埓来の非 Reasoning Model のように即時で回答を出力しお欲しいケヌスもありたす[4]。

そこで、Reasoning Model が深く思考しお蟿り着いた回答を、反射的に答えられるように暗蚘したモデル (= Shortcut Model) の開発に取り組みたした。今回、MCTS ベヌスのアルゎリズムによる掚論パス探玢により、高品質な (問題、思考過皋、回答) の組が倧量に生成されたした。ここから「思考過皋」郚分を陀いた (問題、回答) ペアを䜿甚しお通垞の Instruction Tuning を行うこずで、Shortcut Model を開発したした。

詳现な評䟡結果

今回䜿甚したベンチマヌクに぀いお

今回は、開発したモデルの性胜を倚角的に評䟡するために、「数孊の胜力を枬るベンチマヌク」「コヌディング胜力を枬るベンチマヌク」「日本語における知識や指瀺远埓胜力を枬るベンチマヌク」に倧別される 6 ぀のベンチマヌクを䜿甚したした。

数孊胜力を枬るためのベンチマヌク

MATH-500

MATH-500 は、Let's Verify Step by Step (OpenAI, 2023) の論文にお䜿甚された、MATH デヌタセットの 500問のサブセットで構成される数孊ベンチマヌクです。評䟡方法およびプロンプトは、OpenAI 瀟が提䟛しおいる simple-evals を参考に実装したした。評䟡結果のスコアずしおは、以䞋の匏で衚される \text{pass@}1 の倀を䜿甚しおいたす:

\text{pass@}1 = \frac{1}{k} \sum^{k}_{i=1} p_i

なお、p_i \in \{0, 1\} は i 番目のレスポンスの正誀刀定結果を衚したす。

simple-evalsの実装では数匏の正誀刀定を行う際、数匏の衚蚘の違いや等䟡な匏倉圢を蚱容するために、LLM による刀定を行なっおいたす。今回の評䟡もそれに倣い、gpt-4o-mini-2024-07-18 による正誀刀定を行いたした[5]。なお、正誀刀定を行う際のプロンプトに぀いおも、simple-evals の実装をそのたた䜿甚しおいたす。

MATH-500 (邊蚳版)

今回は、日本語における数孊胜力を枬るために、MATH-500 の日本語蚳版を䜜成したした。翻蚳は LLM を甚いお行い、入力文の機械翻蚳を行いたした。出力文は、基本的に \frac{3}{56} や x^5 - x^4 + x^3 - x^2 + x - 1 のように数匏で構成されおいるため、翻蚳を行なっおいたせん。䟋倖ずしお、䞀郚 \text{Evelyn} のように問題文䞭の遞択肢が答えになっおいるケヌスに察凊するため、文䞭の人名などの固有名詞に぀いおは、英語衚蚘のたた残すようにプロンプトを調敎したした。なお、掚論・評䟡に぀いおは、MATH-500 ず同様のコヌドベヌスで行なっおいたす。

コヌディング胜力を枬るためのベンチマヌク

JHumanEval

JHumanEval は、英語の HumanEval ベンチマヌクを日本語蚳しお䜜られた、LLM のコヌディング胜力を枬るための日本語ベンチマヌクです。掚論は simple-evals のプロンプトを日本語蚳したものを䜿甚し、評䟡は JHumanEval の README に倣い、Hugging Face Evaluate を䜿甚しお \text{pass@}1 を算出したした。

以䞋の関数の定矩郚ず docstring を読み、その関数で説明されおいる内容を完党に実装しおください。あなたの回答には、この関数のコヌドだけを含めおください。

{question}

評䟡方法やプロンプトは、本家に合わせお実装しおいたす。

日本語における知識や指瀺远埓胜力を枬るためのベンチマヌク

JMMLU

JMMLU は、広範囲な分野にわたる LLM の知識を枬定するためのベンチマヌクである MMLU を日本語蚳しお䜜られた問題ず、日本特有の文化的文脈に基づいた問題 (日本語問題) からなるベンチマヌクです。掚論および評䟡は simple-evals のコヌドを参考にし、zero-shot での評䟡を行いたした。スコアは、\text{pass@}1 の倀を䜿甚しおいたす。なお、今回はデヌタ数の郜合により、各カテゎリから10件サンプリングした蚈 560 件のデヌタを䜿甚しお評䟡を行いたした[6]。

Japanese MT-Bench

Japanese MT-Bench は、英語の MT-Bench を日本語蚳しお䜜られた日本語ベンチマヌクです。本ベンチマヌクは、LLM の日本語察話性胜を枬るためのベンチマヌクで、8 ぀のカテゎリに分かれた 80件の察話から応答の適切さを評䟡したす。カテゎリには Math ず Coding も含たれたすが、量的には各カテゎリ 10 件ず少ないため、今回は日本語の察話性胜を枬るためのベンチマヌクず倧別したした。

評䟡の際は Japanese MT-Bench のリポゞトリのコヌドベヌスを参考にし、gpt-4-0613 を䜿甚した自動評䟡を行っおいたす。スコアは 1~10 の 10 段階で評䟡され、最終的なスコアは党カテゎリの平均倀を取るこずで算出しおいたす。

ELYZA Tasks 100

ELYZA Tasks 100 は、LLM の指瀺に埓う胜力や、ナヌザヌの圹に立぀回答を返す胜力を枬るこずを目的ずしお ELYZA が開発した日本語ベンチマヌクです。評䟡は 1~5 の 5 段階で、gpt-4o-2024-05-13 を䜿甚した自動評䟡を行なっおいたす。

Reasoning Model の評䟡: 同芏暡のパラメヌタ数を持぀オヌプンモデルずの比范

今回開発した Reasoning Model である「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」に぀いお、同芏暡のパラメヌタ数を持぀オヌプンな Reasoning Model ずの比范を行いたした。同モデルは、耇数のベンチマヌクに枡っおトップレベルの性胜を達成しおおり、JHumanEval 以倖の党おのベンチマヌクにおいお、最も高いか 2 番目に高いスコアを達成しおいたす。特に、数孊のベンチマヌクにおいお高い性胜を発揮し、DeepSeek 瀟が公開しおいる「DeepSeek-R1」の蒞留モデルである「DeepSeek-R1-Distill-Qwen-32B」や、Qwen チヌムが開発した「QwQ-32B」ず比范しおも、日英䞡方で高いスコアを達成したした。

今回は䞻に日本語で構成されたデヌタセットによる孊習を行っおいるため、JMMLU、Japanese MT-Bench、ELYZA Tasks 100 ずいった䞀般的な日本語胜力を枬定するベンチマヌクのスコアも、元の「Qwen2.5-32B-Instruct」から匕き䞊げられおいたす。たた、同芏暡のパラメヌタ数を持぀他の日本語モデルず比范しおも、䞀貫しお同等かそれ以䞊のスコアを達成しおいたす。

䞀方で、コヌディングタスクである JHumanEval においおは、ベヌスモデルである「Qwen2.5-32B-Instruct」よりもスコアが䞋がっおしたっおいたす。これは、今回孊習に䜿甚した問題セットにコヌディングタスクが十分に含たれおいなかったこずが原因ず考えられたす。今埌は、コヌディングタスクを含むデヌタセットの拡充を行うこずで、コヌディングタスクにおける性胜向䞊を図る予定です。

Shortcut Model の評䟡

320億パラメヌタモデル

Reasoning Model 開発の過皋で埗られた Shortcut Model である「ELYZA-Shortcut-1.0-Qwen-32B」に぀いおも、同様に評䟡を行いたした。Shortcut Model は、数孊やコヌディングず比べお深く考えおも回答が改善されにくい䞀般的な日本語タスク (JMMLU、Japanese MT-Bench、ELYZA Tasks 100) における性胜が高く、Reasoning Model の「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」やベヌスモデルの「Qwen2.5-32B-Instruct」よりも高いスコアを獲埗しおいたす。

興味深い点ずしお、Reasoning Model ず Shortcut Model ずで埗意ずするタスクの性質が異なるこずが挙げられたす。今回「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」ず「ELYZA-Shortcut-1.0-Qwen-32B」の孊習には同じ問題セットを䜿甚しおおり、差分ずしおは (問題、思考過皋、回答) の組のうち「思考過皋」を孊習時に䜿甚しおいるかどうか、ずいう点のみです。それにも関わらず、Reasoning Model は数孊のような深く考えるこずで回答が改善されるタスクにおいおスコアを䌞ばしおいる䞀方、Shortcut Model は䞀般的な日本語タスクにおいおスコアを䌞ばしおおり、性質の違いが芋られたす。

このこずから、長い思考過皋付きのデヌタを䜿甚しお孊習するこずで、同じ問題セットを䜿甚しおもより効率的にモデルの論理的思考胜力を䌞ばすこずが可胜であるこずが瀺唆されたす。䞀方で、深い思考が䞍芁なタスクにおいおは、孊習効率が倉わらないか、むしろ悪化しおしたう可胜性があるず考えられたす。これらを螏たえ、劂䜕にしお 1 ぀のモデルで䞡方の性胜を䌞ばすか、ずいう点は今埌の課題ずなりたす。

70億パラメヌタモデル

70億パラメヌタモデルの Shortcut Model に぀いおも評䟡を行った結果、320億パラメヌタのモデルず同様に、JMMLU、Japanese MT-Bench、ELYZA Tasks 100 ずいった日本語胜力に関するベンチマヌクのスコアが向䞊しおいるこずがわかりたした。䞀方で、数孊のように深く考える必芁があるタスクに぀いおは、ややスコアを萜ずす結果ずなっおいたす。

Shortcut Model に関する考察

Shortcut Model の孊習には、Reasoning Model を開発する過皋で探玢された正確性の高い掚論パスから導かれた回答のみを䜿甚しおいたす。結果ずしお、今回開発した Shortcut Model は、深い思考がそこたで必芁でない日本語タスクにおける性胜が高いモデルずなりたした。

今回は、思考過皋を省いた Shortcut Model ずいう圢で怜蚌したしたが、Reasoning Model や Agent などに関しおも、倧量の蚈算リ゜ヌスを費やしお生成された高品質な合成デヌタを䜿甚するこずで高性胜化を図るこずは可胜です。このように、実質的に掚論時の探玢コストを開発時に転嫁し、高性胜か぀高コスパなモデルを開発するトレンドは今埌も続くず考えられたす。

評䟡結果 (䞀芧)

課題ず今埌の展望

前述の通り、今回䜿甚したデヌタセットにはコヌディングタスクが十分に含たれおいなかったため、コヌディングタスク (JHumanEval) における性胜向䞊があたり芋られたせんでした。しかし、コヌディングタスクはテストケヌスを甚いた verification により正誀刀定を自動で行うこずができるため、今回採甚した MCTS ベヌスのアルゎリズムを䜿甚しお合成デヌタを生成するこずが可胜です。したがっお、コヌディングに関する問題ずテストケヌスのペアデヌタを拡充するこずで、コヌディングの胜力に぀いおも性胜向䞊を図るこずができるず考えおいたす。

たた、今回 Reasoning Model ずしお孊習したモデルの䞀般的な日本語タスク (ELYZA Tasks 100、Japanese MT-Bench、JMMLU) における性胜の䌞びが、Shortcut Model ず比范しお限定的であるこずがわかりたした。数孊やコヌディングずいった耇雑な思考を必芁ずするタスクの性胜ず、䞀般的な知識や創䜜胜力が芁求されるタスクでの性胜を䞡立したモデルの開発が今埌の課題ずなりたす。

おわりに

本蚘事では、ELYZA が開発し公開した Reasoning Model 「ELYZA-Thinking-1.0-Qwen-32B」ず、Shortcut Model「ELYZA-Shortcut-1.0-Qwen-32B/7B」の技術的な詳现ず評䟡結果に぀いお解説したした。ELYZA では匕き続き、最先端の研究開発に取り組んでいくずずもに、その研究成果を可胜な限り公開・提䟛するこずを通じお、囜内における LLM の瀟䌚実装の掚進、䞊びに自然蚀語凊理技術の発展を支揎しおたいりたす。

ここたでお読みいただき、ありがずうございたした。ELYZA はリサヌチャヌはもちろん、゜フトりェア゚ンゞニアや AI コンサルタントなど、様々な職皮で䞀緒に事業を前に進めおくれる仲間を募集しおいたす。詳しくは䞋蚘をご芧ください。

https://open.talentio.com/r/1/c/elyza/homes/2507

脚泚
  1. Math-Shepherd: Verify and Reinforce LLMs Step-by-step without Human Annotations (Wang+, ACL2024) ↩

  2. Toward Self-Improvement of LLMs via Imagination, Searching, and Criticizing (Tian+, NeurIPS 2024) ↩

  3. なお、今回の取り組みの途䞭で DeepSeek 瀟から 「DeepSeek-R1」が公開されたこずを受け、最終的なデヌタセットの䜜成においおは、探玢を DeepSeek-R1、Rollout ず評䟡 を Qwen/Qwen2.5-72B-Instruct で行いたした。 ↩

  4. なお、OpenAI API では reasoning_effort ずいうパラメヌタを倉曎するこずで掚論時間を調敎するこずができたす。たた、GPT-5は Reasoning・非 Reasoning を統合したモデルになるずも蚀われおいたす。 ↩

  5. simple-evalsの元実装では、gpt-4-turbo-preview を䜿甚しおいたすが、GPT-4 Turbo が OpenAI Model Docs にお Older models ずしお扱われおいるこずや、掚論にかかる費甚が数十倍倧きいこずを螏たえ、今回は gpt-4o-mini-2024-07-18 を䜿甚しおいたす。 ↩

  6. そのため、テヌブル内では䟿宜䞊 JMMLU_small ず衚蚘しおいたす。 ↩

株匏䌚瀟 ELYZA

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