OpenAI Astra核心架構爆出:大模型第三條Scaling法則誕生

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AI 業界爆發關於「循環深度」技術的熱烈討論。據爆料,OpenAI 新一代模型 Astra 採用此架構,透過讓權重層在潛在空間多次迭代,實現不增加參數規模而提升推理能力,被視為大模型第三條 Scaling 法則。同步地,清華大學與字節跳動發表 SMELT 論文,證明循環架構在嚴格算力對齊下能節省高達 18% 訓練算力,且在代碼能力上有顯著增益。然而,此技術因繞過自然語言的思維鏈(CoT),使模型推理過程趨於黑盒化,引發安全專家對 AI 可監控性的強烈擔憂。OpenAI 首席科學家雖澄清計算深度增幅有限且仍重視監控,但業界對其安全紅線的爭議仍持續。

除了A廠的fable5.1發佈以外,“recurrent depth”(中文常譯為“循環深度”或“循環Transformer”)技術爆火出圈。這是一個極其強大的技術但是也是LLM徹底走向黑盒危險的技術!



導火線是The Information記者Stephanie Palazzolo的爆料:OpenAI即將推出的Astra模型採用了名為“recurrent depth”的新推理方法。該技術有助於降低成本、提升性能,但會讓模型的思考過程更難被監控,從而引發AI安全與可觀測性擔憂。

OpenAI尚未公開確認架構細節。其首席科學家Jakub Pachocki隨後發帖澄清,試圖避免“因混亂報導引發不可監控競賽”,並強調當前前沿模型(包括Astra)的計算圖深度最多約為GPT-4的兩倍,鏈式思維(Chain-of-Thought, CoT)監控仍是核心研究重點。儘管如此,討論已覆蓋技術原理、效率優勢與安全風險。

很巧的是字節和清華竟然今天也上線了一篇相關論文:

論文標題:《SMELT: Scaling Laws for Compute-Matched MoE Looped Transformers》

機構:清華大學、字節跳動 Seed 團隊、TokenWave.AI、M-A-P

Paper

https://arxiv.org/abs/2609.01343

這篇論文恰好解決了一個行業長期以來的爭論:過去的循環模型大多隻對齊了參數量,卻忽略了每次循環額外增加的 FLOPs(算力)和 KV Cache 視訊記憶體開銷,存在“算力不公平”。清華與字節團隊在 FLOPs、總參數量、KV Cache 三者完全嚴格對齊 的條件下,將循環架構擴展到了 54B 非嵌入參數 的規模,並給出了嚴謹的 Scaling Law。

以下我從技術本身、相關論文、Astra相關資訊及影響展做了一下小的梳理。

一、技術本身:什麼是循環深度?

循環深度(recurrent depth,也常稱looped transformer或depth-recurrent transformer)的核心思想是:解耦參數量與計算深度。傳統Transformer通過堆疊獨立層增加深度,參數量隨之線性增長;循環深度則讓同一組(或少數幾組)共享權重的層在潛在空間中多次迭代,從而在測試時動態增加“思考”步數,而不顯著增加參數或KV快取。

代表性工作是Jonas Geiping等人2025年的論文《Scaling up Test-Time Compute with Latent Reasoning: A Recurrent Depth Approach》(arXiv:2502.05171)。他們訓練了約3.5B參數的模型Huginn-0125(在Frontier超算上用約8000億token預訓練),架構大致分為三部分:

Prelude(前奏塊):若干層將輸入token嵌入到潛在空間。

Recurrent Core(循環核心):共享權重的Transformer塊(論文示例中約4個塊、約1.5B參數),在潛在狀態上迭代R次。每次迭代注入輸入嵌入,並更新隱藏狀態。

Coda(尾聲塊):若干層將最終潛在狀態解碼為輸出機率。

訓練時隨機採樣迭代次數;測試時可根據任務需要增加R(例如從1到32甚至更高)。這相當於在潛在空間中進行“連續思考”,而非必須通過長鏈式思維把中間步驟全部文字化。

主要優勢

測試時計算擴展(test-time compute scaling):在潛在空間中投入更多FLOPs即可提升推理表現,尤其在數學、編碼等任務上。論文顯示,3.5B模型在增加循環次數後,可達到相當於約50B參數固定深度模型的計算負載,GSM8K等基準顯著提升。

參數與記憶體效率:相同參數下獲得更深有效深度;KV快取和通訊開銷相對更低。

算力真實節省(清華/字節 SMELT 驗證):即使在嚴格控制 FLOPs、參數與 KV 快取三者完全對齊的嚴苛條件下,清華與字節團隊證明循環架構依然完勝基線模型,其 Scaling Law 顯示在計算最優前沿上能直接節省 6.8%–18.0% 的訓練算力,且優勢隨模型規模擴大而進一步增加。

無需專門長CoT資料:可直接在普通預訓練資料上學習可變計算預算。

對長文字與結構化任務具有天然偏好:清華字節的研究發現,循環帶來的增益在程式碼(Code)上最為顯著(CE Gain 高達 20.4%),長文字上的收益是短文字的 1.52 倍,且 In-Context Learning(少樣本能力)隨提示示例增加而呈現滾雪球式提升。

殘差縮放)、自適應退出、門控循環、專家混合深度等變體。清華與字節團隊的 SMELT 進一步摸索出了最佳配方:只循環中間 50% 的層、循環 2 次(Loop Twice)、配合 MoE 架構擴充專家。該領域在2025–2026年已形成活躍研究線,被視為繼“更多參數”和“更長文字推理鏈”之後的第三條擴展軸:更多內部潛在計算。

後續相關工作進一步探索了穩定性機制(如LayerScale、identity-biased recurrence、以及 SMELT 採用的

二、OpenAI Astra與循環深度的關聯

Astra是OpenAI下一代旗艦模型(常被關聯為GPT-6等級或後續),在網路安全能力上被評估達到“Critical”閾值,能更自主地發現與利用漏洞,因此OpenAI加強了安全控制、限制公開版本的高級網路能力,並曾暫停部分訓練活動。

The Information援引知情人士稱,Astra採用了循環深度技術:同一組Transformer層可反覆計算隱藏狀態,部分推理髮生在內部潛在空間,而非完整呈現為人類可讀的思維鏈。這有助於提升token效率與能力(OpenAI稱Astra在ExploitBench等基準上表現突出,且比前代更token高效),但會模糊思考過程。

OpenAI官方未確認“基於Geiping論文”或詳細架構。Jakub Pachocki強調:

當前前沿模型(含Astra)的計算圖深度與GPT-4相差不超過約2倍。這恰好與清華/字節論文中發現的“循環 2 次(2×)處於算力效益最優點,循環 3~4 次反而收益遞減”的規律高度吻合。

OpenAI自第一代推理模型起就重視並使用CoT監控,認為它有助於觀察對齊泛化。

CoT監控本身較脆弱,且趨勢並不樂觀,但公司將其作為核心研究目標,並採取了限制措施以保持可觀測性。

一些分析指出,即使目前循環次數被限制(“撥盤”設得較低),架構本身可能使未來更容易大幅增加不透明深度。安全研究者(如Ryan Greenblatt等)擔憂這會削弱對內部推理的監控能力,尤其是在近期Hugging Face等安全事件後,監控依賴可讀思維鏈的重要性更凸顯。

三、安全與可監控性爭議

循環深度的最大爭議點在於可觀測性(monitorability)

傳統CoT將推理步驟外化為文字,便於人類或監控系統檢查。

循環深度允許在啟動空間中進行多步精煉,再輸出最終token。深層迭代可能產生類似“neuralese”(神經語)的不透明表示,使外部難以還原真實思考路徑。

從機制層面看,清華與字節的研究揭示了模型在第二遍循環時的真實運作:第二次遍歷時,模型會極大削弱對開頭無意義 BOS token 的注意力匯聚(Attention Sink),並將注意力大幅重新導向到關鍵的上下文線索中,同時殘差更新幅度大幅增強。這種在潛空間內悄無聲息完成的“重新審題與線索檢索”,雖然帶來了極高的推理效率,但因為完全繞開了自然語言輸出,外部監控系統根本無法捕捉其內部的計算與決策軌跡。

相關安全論文(如多家機構合著的Chain-of-Thought Monitorability工作)已警告:依賴可讀CoT的窗口是脆弱的。若模型越來越多地在潛在空間中“思考更久”,這一窗口會進一步縮小。

支持者認為這只是效率提升,當前深度增幅有限,且OpenAI已主動限制並持續投入監控研究。批評者則擔心這會開啟“向不可監控競賽”的方向,尤其當模型具備更強自主代理與網路安全能力時。

寫在最後

循環深度通過在共享層上迭代,實現了“用計算深度換參數規模”的高效推理範式。它讓模型能在輸出下一個token前在潛在空間中多“想幾遍”,顯著提升複雜任務表現,同時降低記憶體與頻寬成本。Geiping等人的Huginn等原型以及清華/字節最新的 SMELT 規模化研究,都從理論與工程上證明了其極高的可行性與算力節省潛力。

這一方向可能成為未來推理模型的重要支柱,與文字CoT、參數擴展平行。

Astra接近發佈,很快我們就會知道OpenAI使用這種技術到什麼地步了,現在很多網友都在罵sam altman 突破了一個關鍵安全紅線。(AI寒武紀)