Versterkend Leren op Vooraf Getrainde Gegevens
Reinforcement Learning on Pre-Training Data
September 23, 2025
Auteurs: Siheng Li, Kejiao Li, Zenan Xu, Guanhua Huang, Evander Yang, Kun Li, Haoyuan Wu, Jiajia Wu, Zihao Zheng, Chenchen Zhang, Kun Shi, Kyrierl Deng, Qi Yi, Ruibin Xiong, Tingqiang Xu, Yuhao Jiang, Jianfeng Yan, Yuyuan Zeng, Guanghui Xu, Jinbao Xue, Zhijiang Xu, Zheng Fang, Shuai Li, Qibin Liu, Xiaoxue Li, Zhuoyu Li, Yangyu Tao, Fei Gao, Cheng Jiang, Bo Chao Wang, Kai Liu, Jianchen Zhu, Wai Lam, Wayyt Wang, Bo Zhou, Di Wang
cs.AI
Samenvatting
De groeiende kloof tussen de exponentiële schaalvergroting van rekenbronnen en de beperkte groei van hoogwaardige tekstgegevens beperkt nu conventionele schaalbenaderingen voor grote taalmodellen (LLM's). Om deze uitdaging aan te pakken, introduceren we Reinforcement Learning on Pre-Training data (RLPT), een nieuwe trainingsschaalparadigma voor het optimaliseren van LLM's. In tegenstelling tot eerdere benaderingen die training voornamelijk schalen via supervised learning, stelt RLPT het beleid in staat om autonoom betekenisvolle trajecten te verkennen om te leren van pre-trainingsgegevens en zijn capaciteit te verbeteren via reinforcement learning (RL). Terwijl bestaande RL-strategieën zoals reinforcement learning from human feedback (RLHF) en reinforcement learning with verifiable rewards (RLVR) afhankelijk zijn van menselijke annotatie voor beloningsconstructie, elimineert RLPT deze afhankelijkheid door beloningssignalen rechtstreeks uit pre-trainingsgegevens af te leiden. Specifiek neemt het een next-segment reasoning doelstelling aan, waarbij het beleid wordt beloond voor het nauwkeurig voorspellen van opeenvolgende tekstsegmenten op basis van de voorgaande context. Deze formulering maakt het mogelijk om RL te schalen op pre-trainingsgegevens, wat de verkenning van rijkere trajecten over bredere contexten aanmoedigt en daardoor meer generaliseerbare redeneervaardigheden bevordert. Uitgebreide experimenten op zowel algemene domein- als wiskundige redeneerbenchmarks over meerdere modellen valideren de effectiviteit van RLPT. Bijvoorbeeld, wanneer toegepast op Qwen3-4B-Base, levert RLPT absolute verbeteringen op van 3.0, 5.1, 8.1, 6.0, 6.6 en 5.3 op respectievelijk MMLU, MMLU-Pro, GPQA-Diamond, KOR-Bench, AIME24 en AIME25. De resultaten tonen verder een gunstig schaalgedrag, wat suggereert dat er een sterk potentieel is voor verdere winsten met meer rekenkracht. Daarnaast biedt RLPT een solide basis, die de redeneergrenzen van LLM's uitbreidt en de prestaties van RLVR verbetert.
English
The growing disparity between the exponential scaling of computational
resources and the finite growth of high-quality text data now constrains
conventional scaling approaches for large language models (LLMs). To address
this challenge, we introduce Reinforcement Learning on Pre-Training data
(RLPT), a new training-time scaling paradigm for optimizing LLMs. In contrast
to prior approaches that scale training primarily through supervised learning,
RLPT enables the policy to autonomously explore meaningful trajectories to
learn from pre-training data and improve its capability through reinforcement
learning (RL). While existing RL strategies such as reinforcement learning from
human feedback (RLHF) and reinforcement learning with verifiable rewards (RLVR)
rely on human annotation for reward construction, RLPT eliminates this
dependency by deriving reward signals directly from pre-training data.
Specifically, it adopts a next-segment reasoning objective, rewarding the
policy for accurately predicting subsequent text segments conditioned on the
preceding context. This formulation allows RL to be scaled on pre-training
data, encouraging the exploration of richer trajectories across broader
contexts and thereby fostering more generalizable reasoning skills. Extensive
experiments on both general-domain and mathematical reasoning benchmarks across
multiple models validate the effectiveness of RLPT. For example, when applied
to Qwen3-4B-Base, RLPT yields absolute improvements of 3.0, 5.1, 8.1,
6.0, 6.6, and 5.3 on MMLU, MMLU-Pro, GPQA-Diamond, KOR-Bench, AIME24, and
AIME25, respectively. The results further demonstrate favorable scaling
behavior, suggesting strong potential for continued gains with more compute. In
addition, RLPT provides a solid foundation, extending the reasoning boundaries
of LLMs and enhancing RLVR performance.