图解强化学习 |手算GRPO

简介: GRPO(分组相对策略优化)是PPO的无Critic简化版,仅用单一Actor网络,通过组内候选回答的相对奖励归一化替代优势函数估计;引入裁剪机制与KL正则,显著降低显存开销、提升训练稳定性与长链推理能力。(239字)

 GRPO 算法的基础认识

GRPO = Group Relative Policy Optimization(分组相对策略优化算法)

GRPO(Group Relative Policy Optimization)可以看作是 PPO 的无 Critic 简化版本。

它不再额外训练价值网络,而是通过同一组候选回答之间的相对奖励进行归一化,来替代 PPO 中

的优势函数估计。同时,GRPO 保留了 PPO 的裁剪机制,以限制策略更新幅度,保证训练稳定

性,并加入 KL 正则项,防止模型过度偏离原始策略。其核心目的在于降低 LLM-RLHF 训练中的

显存与计算开销,同时提升训练稳定性和长链推理能力。



GRPO 算法的网络结构

Actor网络

唯一网络:Actor —— 策略网络

输入:状态 / 文本提示词 s

输出:动作 / 文本序列 a、动作对数概率、与参考模型的 KL 散度

作用:根据输入内容生成输出,同时计算概率用于损失更新,全程仅依靠这一个网络完成训练补充

说明:

不再单独设计 Q 网络、价值网络、目标网络,也无可学习的温度参数,网络结构极简

训练阶段会引入参考模型(固定参数,不参与梯度更新),仅用来计算 KL 正则

项,不属于训练网络。

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网络更新

使用:GRPO-Clip 裁剪损失 + KL 散度正则损失

目的:更新策略,让组内更好的输出概率变高,同时限制更新幅度,不崩模型、不偏离原始能力。

输入:

状态 / 提示词 s

旧策略动作概率 π_old

新策略动作概率 π_new

组内归一化优势 A(来自同一提示词的多个回答奖励)

参考模型概率 π_ref(固定不动,用来算 KL)

计算:

求概率比 r = π_new / π_old

裁剪到安全区间 [1-ε, 1+ε]

取 min (r*A, clip (r)*A) → 得到裁剪损失

计算 KL 散度(新策略 ↔ 参考模型)

总损失 = 裁剪损失 + β * KL 散度

反向传播更新唯一的 Actor

特点:

只有一个网络更新,显存占用极低

无价值网络,无预测误差,训练极稳

KL 散度约束,模型不会学歪、不会退化

组内归一化优势,自动平衡奖励尺度,不用调参

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