Is One Layer Enough? Training A Single Transformer Layer Can Match Full-Parameter RL Training
Reinforcement learning (RL) has become a central component of post-training large language models (LLMs), yet little is understood about how RL adaptation is distributed across transformer layers. Existing approaches typically update all model parameters uniformly, implicitly assuming that every layer contributes similarly to the gains obtained during RL post-training. In this work, we challenge this assumption through a systematic layer-wise study of RL training. Surprisingly, we find that training a single transformer layer can recover most of the gains achieved by full-parameter RL training, and in some cases even surpass it. To quantify this phenomenon, we introduce the quantity layer contribution, which measures the fraction of full RL improvement recovered by training a layer in isolation. Across seven models spanning two model families (Qwen3, Qwen2.5), three RL algorithms (GRPO, GiGPO, Dr. GRPO), and multiple task domains including mathematical reasoning, code generation, and agentic decision-making, we observe a remarkably stable pattern: RL gains are highly concentrated in a small subset of, and in many cases even a single, transformer layers. More strikingly, the same structural pattern consistently emerges: high-contribution layers concentrate in the middle of the transformer stack, while layers near the input and output ends contribute substantially less. The resulting layer rankings remain strongly correlated across datasets, tasks, model families, and RL algorithms.
C1 reading
Select any word for its Thai meaning and pronunciation.
แปลไทยทั้งบท
การเรียนรู้เสริมเสริม (RL) ได้กลายเป็นส่วนประกอบกลางของแบบภาษาใหญ่ (LLM) หลังการฝึกอบรม แต่ยังมีความเข้าใจน้อยเกี่ยวกับวิธีการปรับเปลี่ยน RL ถูกกระจายในชั้นแปลง. แนวทางที่มีอยู่ ปกติจะปรับปรุงพารามีตราตัวอย่างทั้งหมดอย่างเท่ากัน โดยสมมุติว่าทุกชั้นมีส่วนร่วมอย่างคล้ายกับผลประโยชน์ที่ได้รับจากการอบรมหลังการ RL. ในงานนี้ เราท้าทายการคาดเดานี้ผ่านการศึกษาแบบระดับระดับระบบของการฝึกอบรม RL.
ที่น่าประหลาดใจ เราพบว่า การฝึกซ้อมชั้นแปลงตัวเดียว ทำได้ฟื้นฟูผลประโยชน์ส่วนใหญ่ ที่ได้จากการฝึกซ้อม RL ปารามีเตอร์เต็ม และในบางกรณีอาจเกินกว่านั้น. เพื่อระบุปริมาณของปรากฏการณ์นี้ เรานําเสนอส่วนประกอบของชั้นปริมาณ ซึ่งวัดส่วนส่วนของการปรับปรุง RL ครบถ้วนที่ได้รับการฟื้นฟูโดยการฝึกซ้อมชั้นในระยะแยก. ผ่าน 7 รูปแบบครอบคลุม 2 ครอบครัวรุ่น (Qwen3, Qwen2.5), 3 อัลโกรธ RL (GRPO, GiGPO, ดร.
GRPO) และหลายสาขาของงานรวมถึงการคิดคณิตศาสตร์ การสร้างรหัส และการตัดสินใจของพนักงาน เราสังเกตเห็นรูปแบบที่มั่นคงอย่างน่าทึ่ง. สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งขึ้นคือรูปแบบโครงสร้างเดียวกันเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง: ชั้นที่มีส่วนร่วมสูงจะสมาธิอยู่ในตอนกลางของสตาร์ทแทรสฟอร์มเตอร์ ขณะที่ชั้นใกล้ปลายทางเข้าและออกมีส่วนร่วมน้อยกว่ามาก. การจัดอันดับชั้นที่เกิดขึ้นยังคงเกี่ยวข้องกันอย่างแข็งแกร่งระหว่างชุดข้อมูล ภารกิจ ครอบครัวแบบ และอัลโกรธ RL.
ประโยคและวลีที่ใช้ได้จริงจากเรื่องนี้
Useful phrases from this story
ได้กลายเป็นส่วนประกอบหลัก.
From the storyReinforcement learning (RL) has become a central component of post-training large language models (LLMs), yet little is understood about how RL adaptation is distributed across transformer layers.
การฝึกอบรมแบบภาษาขนาดใหญ่.
From the storyReinforcement learning (RL) has become a central component of post-training large language models (LLMs), yet little is understood about how RL adaptation is distributed across transformer layers.
มีความเข้าใจเกี่ยวกับวิธี RL.
From the storyReinforcement learning (RL) has become a central component of post-training large language models (LLMs), yet little is understood about how RL adaptation is distributed across transformer layers.
กระจายผ่านชั้นแปลง.
From the storyReinforcement learning (RL) has become a central component of post-training large language models (LLMs), yet little is understood about how RL adaptation is distributed across transformer layers.
แนวทางที่มีอยู่ ปกติจะปรับปรุงทั้งหมด.
From the storyExisting approaches typically update all model parameters uniformly, implicitly assuming that every layer contributes similarly to the gains obtained during RL post-training.
Save & Review
Only words saved from this story appear here.