Knowledge distillation, the technique of transferring knowledge from large, complex models to smaller ones, marks a pivotal step towards efficient AI deployment. Distilling Step-by-Step (DSS), a novel method utilizing chain-of-thought (CoT) distillation, has demonstrated promise by imbuing smaller models with the superior reasoning capabilities of their larger counterparts. In DSS, the distilled model acquires the ability to generate rationales and predict labels concurrently through a multi-task learning framework. However, DSS overlooks the intrinsic relationship between the two training tasks, leading to ineffective integration of CoT knowledge with the task of label prediction. To this end, we investigate the mutual relationship of the two tasks from Information Bottleneck perspective and formulate it as maximizing the mutual information of the representation features of the two tasks. We propose a variational approach to solve this optimization problem using a learning-based method. Our experimental results across four datasets demonstrate that our method outperforms the state-of-the-art DSS. Our findings offer insightful guidance for future research on language model distillation as well as applications involving CoT. Code and models will be released soon.


翻译:知识蒸馏是从大型复杂模型向小型模型迁移知识的技术,是实现高效人工智能部署的关键步骤。逐步蒸馏(DSS)作为一种采用链式思维(CoT)蒸馏的新方法,通过赋予小型模型大型模型卓越的推理能力展现出良好前景。在DSS中,蒸馏模型通过多任务学习框架同时具备生成推理依据和预测标签的能力。然而,DSS忽视了两个训练任务之间的内在关联,导致链式思维知识与标签预测任务的整合效率低下。为此,我们从信息瓶颈视角探究两任务间的相互关系,并将其形式化为最大化两任务表征特征互信息的优化问题。我们提出采用基于学习方法的变分方法求解该优化问题。在四个数据集上的实验结果表明,我们的方法优于当前最先进的DSS。本研究为语言模型蒸馏及涉及链式思维的应用研究提供了具有洞察性的指导。代码与模型将近期发布。

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