推論モデルとは DeepSeek-R1は数学の試験で正答率79.8%、考える分だけ計算が増える
推論モデルは、答える前に考える過程の文章を長く生成するAIです。DeepSeek-R1は米国の数学の試験AIME 2024で1回目の正答率79.8%を出しました。
- 推論モデルは、答えの前に「考える」文章を何百〜何千語も書き、それを手がかりに答えを出すAIです。
- DeepSeekは、強化学習だけで考える力を伸ばしたモデルで、AIME 2024の正答率が15.6%から71.0%に上がったと報告しました。
- 考える文章も出力のトークンとして数えられ、料金と計算の量に入ります。
- AnthropicのAPIでは、考える量の上限を1,024トークン以上で指定する方式から、モデルに任せる方式へ移っています。
推論モデルとは、質問を受けてすぐに答えず、まず考える過程の文章を生成し、そのあとで答えを書くAIのモデルです。英語では「reasoning model」と呼びます。ここでの「推論」は、学習済みのモデルを動かすという意味の推論(インファレンス)とは別の意味です。
考える文章を自分で書いて使う
普通の大規模言語モデルは、質問に続く答えの語を1つずつ予測して並べます。推論モデルも仕組みは同じですが、答えの前に、問題を分けたり、途中の計算をしたり、自分の誤りを見直したりする文章を書くのが違いです。後から書く語は前の語を参照できるため、長い手順の問題で正答が増えます。
この「考える」くせは、主に強化学習で身につけさせるものです。正しい答えに報酬を与えて学習を続けると、モデルは長く考えるほうが報酬を得やすいことを覚えていきます。DeepSeekは2025年1月の論文で、学習が進むにつれて答えが長くなり、考える時間を自然に増やすようになったと書いています。
| モデル | 正答率 |
|---|---|
| DeepSeek-R1-Zero(強化学習の開始時) | 15.6% |
| DeepSeek-R1-Zero(強化学習の終了時) | 71.0% |
| DeepSeek-R1 | 79.8% |
| OpenAI o1-1217(論文での比較相手) | 79.2% |
R1-Zeroは、64回答えさせて多数決をとると86.7%まで上がりました。数学の問題集MATH-500では、R1が97.3%、o1-1217が96.4%でした。
半導体にとっての意味
考える文章は、利用者に見せるかどうかに関係なく、GPUが1語ずつ計算して作ります。1つの質問あたりに作るトークンが数倍から数十倍に増えれば、その分だけ推論のための計算とメモリの読み出しが増えます。
AnthropicのAPIの説明では、考える量の上限(budget_tokens)は1,024トークン以上で、出力の上限より小さくする決まりです。考えに使ったトークンは、出力のトークンとして料金に入ります。32,000トークンを超えて考えさせる場合は、接続の切れを避けるため一括処理を使うよう案内しています。新しいモデルでは上限を指定する方式をやめ、モデルが問題に応じて考える量を決める「適応型」に移りました。
関連する用語
- 思考の連鎖(Chain of Thought):途中の考えを文章で書かせる手法。推論モデルはこれを学習で身につけたもの。
- 強化学習:正しい答えに報酬を与え、報酬が増える出し方を学ばせる方法。
- テスト時の計算(test-time compute):学習ではなく、答えるときに使う計算の量。
- オープンウエイトモデル:DeepSeek-R1は重みをMITライセンスで公開しています。
DeepSeek-R1の論文の第1版は、2025年1月22日にarXivに掲載されました。
この記事は公開資料をもとに作成しています。売買をすすめるものではありません。誤りを見つけたら訂正します(編集方針)。
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