DLER: Lengtestraf Correct Toepassen - Meer Intelligentie per Token Stimuleren via Reinforcement Learning

DLER: Doing Length pEnalty Right - Incentivizing More Intelligence per Token via Reinforcement Learning

October 16, 2025

Auteurs: Shih-Yang Liu, Xin Dong, Ximing Lu, Shizhe Diao, Mingjie Liu, Min-Hung Chen, Hongxu Yin, Yu-Chiang Frank Wang, Kwang-Ting Cheng, Yejin Choi, Jan Kautz, Pavlo Molchanov

cs.AI

Samenvatting

Redenerende taalmodellen zoals OpenAI-o1, DeepSeek-R1 en Qwen behalen sterke prestaties via uitgebreide gedachteketens, maar genereren vaak onnodig lange uitvoer. Het maximaliseren van intelligentie per token--nauwkeurigheid in verhouding tot de responslengte--blijft een open probleem. We herzien reinforcement learning (RL) met de eenvoudigste lengtestraf--afkapping--en tonen aan dat nauwkeurigheidsverlies niet voortkomt uit het ontbreken van geavanceerde straffen, maar uit onvoldoende RL-optimalisatie. We identificeren drie belangrijke uitdagingen: (i) grote bias in voordeelschatting, (ii) entropie-instorting, en (iii) een schaars beloningssignaal. We pakken deze aan met Doing Length pEnalty Right (DLER), een trainingsrecept dat batchgewijze beloningsnormalisatie, hoger afkappen, dynamische steekproefname, en een eenvoudige afkappingslengtestraf combineert. DLER behaalt state-of-the-art nauwkeurigheid--efficiëntie-afwegingen, waarbij de uitvoerlengte met meer dan 70 procent wordt verminderd terwijl alle eerdere basislijnnauwkeurigheden worden overtroffen. Het verbetert ook de schaalbaarheid tijdens testen: vergeleken met DeepSeek-R1-7B genereert DLER-7B meerdere beknopte reacties parallel met 28 procent hogere nauwkeurigheid en lagere latentie. We introduceren verder Difficulty-Aware DLER, dat adaptief de afkapping verstrakt bij eenvoudigere vragen voor extra efficiëntiewinsten. We stellen ook een update-selectieve samenvoegmethode voor die de basislijnnauwkeurigheid behoudt terwijl het beknopte redeneervermogen van het DLER-model behouden blijft, wat nuttig is voor scenario's waarin RL-trainingsdata schaars is.

English

Reasoning language models such as OpenAI-o1, DeepSeek-R1, and Qwen achieve strong performance via extended chains of thought but often generate unnecessarily long outputs. Maximizing intelligence per token--accuracy relative to response length--remains an open problem. We revisit reinforcement learning (RL) with the simplest length penalty--truncation--and show that accuracy degradation arises not from the lack of sophisticated penalties but from inadequate RL optimization. We identify three key challenges: (i) large bias in advantage estimation, (ii) entropy collapse, and (iii) sparse reward signal. We address them with Doing Length pEnalty Right (DLER), a training recipe combining batch-wise reward normalization, higher clipping, dynamic sampling, and a simple truncation length penalty. DLER achieves state-of-the-art accuracy--efficiency trade-offs, cutting output length by over 70 percent while surpassing all previous baseline accuracy. It also improves test-time scaling: compared to DeepSeek-R1-7B, DLER-7B generates multiple concise responses in parallel with 28 percent higher accuracy and lower latency. We further introduce Difficulty-Aware DLER, which adaptively tightens truncation on easier questions for additional efficiency gains. We also propose an update-selective merging method that preserves baseline accuracy while retaining the concise reasoning ability of the DLER model, which is useful for scenarios where RL training data is scarce.