AI 前沿观察 · 每日精选

AI FRONTIER

极低比特量化 · 推理模型

ScaleQ-1.58:400万Token,能把推理模型压到多低?

英特尔中国团队尝试用目标模型自身的推理轨迹,守住三值化过程中的关键能力。

大模型量化一直面对一个棘手矛盾:权重位宽越低,存储和计算的潜在收益越大;但当模型需要完成数学证明、代码生成等长链条推理时,激进压缩又很容易破坏它的能力。

英特尔中国研究院团队近日提出ScaleQ-1.58,试图跨过这道门槛。论文给出的核心结果是:使用默认400万校准Token,便可将Qwen3、Qwen3 MoE及DeepSeek-R1蒸馏模型等转换为W1.58A16格式,实验模型规模从17亿参数一直覆盖到2350亿参数。论文摘要与实验概览

这里的“1.58比特”特指权重采用三值表示;“A16”则意味着激活仍保持16比特。它并不是把模型中的所有数据都压缩到1.58比特,更准确的说法是权重三值化。

01 难点不只是量化,而是校准数据选错了

后训练量化的吸引力在于:它从一个已经训练好的高精度模型出发,通过校准和优化降低权重精度,不必重新执行完整的预训练流程。

但研究团队发现,传统校准语料对推理模型并不够用。论文实验显示,以C4或WikiText2等普通网页文本校准1.58比特Qwen3-4B后,模型在多数复杂推理任务上的准确率为零或接近零。完整实验结果

这说明一个重要事实:语言分布相似,不等于模型内部的计算过程相似。网页文本可以覆盖一般语言表达,却未必能触发数学推导、代码规划和逐步纠错时使用的参数与激活模式。

为了验证这一点,研究者比较了几种校准数据。只使用领域问题与答案时,五项数学和编程任务的平均准确率为17.43%;加入DeepSeek-R1-671B生成的推理轨迹后,平均准确率升至20.06%;当推理轨迹和答案改由待量化的目标模型自己生成时,平均准确率达到45.60%。AYOT对比实验

上述数字是论文报告的实验事实。由此可以作出一个合理推断:极低比特量化的关键瓶颈之一,可能不是校准文本“数量不够”,而是它没有唤起目标模型自身最具代表性的推理路径。

ScaleQ-1.58校准思路信息图:普通文本路径导致推理失真,目标模型生成自身推理后形成校准数据并进行三值量化。

普通文本校准与目标模型自身推理校准的路径差异

02 AYOT:让模型“回看自己的思考”

ScaleQ-1.58由两部分组成:AYOT负责构造校准上下文,CAT-Q负责执行可微三值量化。

AYOT是“Attend to Your Own Thoughts”的缩写。它先向待量化的高精度模型提供领域问题,让模型自行生成推理轨迹和答案,再用这些内容进行校准。数学问题来自MetaMathQA,编程问题来自OpenCodeInstruct;论文称这些校准问题与五个测试集没有样本重叠。方法与数据设置

这套设计与“找一个更强模型代写推理过程”存在本质差异。不同模型即使得出同一答案,也可能依赖不同的内部表示和计算路线。AYOT追求的不是文本层面最漂亮的解题过程,而是尽可能贴近目标模型自己的工作状态。

随后,CAT-Q利用这些上下文优化三值权重。最终格式为W1.58A16:权重映射至三个离散取值,激活保持16比特。可以把整个流程概括为四步:

  1. 准备领域问题
  2. 由目标模型生成推理
  3. 构造校准数据
  4. 执行三值量化
从编辑视角看,ScaleQ-1.58最值得关注的并非“模型会自我反思”这类拟人化叙事,而是一个更朴素的工程原则:要压缩哪一个模型,就让哪一个模型提供最贴近自身行为的校准信号。这是本文基于方法设计作出的观点,不是论文额外证明的普遍定律。

03 400万Token,换来了什么?

论文默认使用400万校准Token,并测试了25.6万至1600万Token的不同规模。实验观察到,随着校准Token增加,性能仍会继续提升。这意味着400万并非被证明的理论最优值,而是论文主要实验采用的成本与效果折中点。规模实验

90.52%+

量化后的Qwen3-1.7B达到BitNet b1.58 2B4T平均表现的比例

+8.97个百分点

量化后的Qwen3-4B相对BitNet b1.58 2B4T的平均表现

论文同时称,其量化所需Token数量减少了100万倍。论文报告结果

这里必须注意比较边界:这些结果来自特定模型、任务与评测设置,不能直接推导为ScaleQ-1.58在所有场景中都优于从头训练的1.58比特模型。“100万倍”比较的是所需Token数量,也不等同于端到端训练成本、推理速度或能耗同样改善100万倍。

研究覆盖Qwen3稠密模型、Qwen3 MoE模型以及DeepSeek-R1-Distill-Llama-70B,参数规模横跨1.7B至235B。评测则包括Math-500、GSM8K、Omni-MATH、HumanEval+、MBPP+、ProofWriter,以及常识推理和语言建模任务。评测范围

论文还报告,在一台配备8张A100 80GB GPU的服务器上,不同规模模型的处理时间约为4至240小时。这表明“少量Token”不等于“没有计算成本”:处理超大模型依旧需要高端硬件和较长时间。论文概览

知识山被压成极薄晶片,而象征推理过程的发光路径仍保持连续。

极致压缩与推理能力保留之间的张力

04 它距离真正落地还有多远?

ScaleQ-1.58展示了后训练三值量化用于推理模型的可能性,但现阶段仍应将其视为研究成果,而不是已经完成全面生产验证的通用方案。

其一,硬件与算子决定真实收益

W1.58A16降低的是权重精度,实际推理速度、显存收益和能耗表现还取决于硬件、算子及推理框架是否为三值计算做了专门优化。仅凭模型文件变小,不能自动断言真实业务吞吐量会按相同比例提高。

其二,超大模型仍有工程门槛

AYOT需要高精度目标模型先生成自己的推理轨迹。这比重新预训练节省大量Token,却仍涉及数据生成、校准与量化计算。对于235B级模型,240小时的上限数据已经说明其工程门槛并不低。

其三,工具链仍在完善

英特尔中国AI团队维护的BitTern项目已经提供CAT-Q相关模型检查点、推理代码和评测代码,覆盖多种Qwen3及Llama2模型;但项目页面明确注明,训练代码等内容仍在准备发布。仓库采用Apache-2.0许可证。BitTern项目页

因此,关于其可复现性、跨领域稳定性以及部署收益,仍需等待更完整的代码、第三方复现和面向真实硬件的基准测试。这是依据当前公开材料作出的审慎判断。

05 结语

ScaleQ-1.58带来的启示,是把量化问题从“如何更精细地压缩权重”推进到“应该用什么数据告诉模型哪些能力不能丢”。当普通网页文本令复杂推理几乎失效,而模型自身的推理轨迹把平均准确率拉回45.60%时,校准数据与模型内部行为是否匹配,已经不再是一个次要细节。

400万Token也许不是最终答案,1.58比特更不是免费午餐。但这项研究提供了一条清晰路径:借助目标模型自己的推理过程,以远少于重新训练的校准数据,将既有推理模型带入三值权重世界。

如果后续软硬件能够补齐高效执行与完整复现环节,它可能让极低比特模型从“必须从头训练”走向更灵活的“训练后转换”。

参考资料

  1. Attend to Your Own Thoughts:论文摘要页
  2. Attend to Your Own Thoughts:论文HTML全文
  3. IntelChina-AI/BitTern项目仓库