論文の概要: Smooth Scaling Laws Hide Stepwise Token Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29858v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 06:53:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:16.086175
- Title: Smooth Scaling Laws Hide Stepwise Token Learning
- Title(参考訳): スムーススケーリング法 - ステップワイドなトークン学習を隠蔽する
- Abstract要約: 本稿では,個別の文脈化トークンの局所的な学習イベントにスケール法則を分解するトークンレベルフレームワークを提案する。
トークン学習は局所的な遷移に集中しており、スケーリング法則の形状を支配する学習時間スペクトルを生じさせることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.073384065651098
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Language model loss follows remarkably regular scaling laws over model and data size, yet it remains unclear why the aggregate loss should exhibit a power-law form. Existing explanations often attribute this regularity to a heavy-tailed spectrum of pattern difficulty in natural language, but this view has not been directly validated at token-level granularity in large-scale real-data training. We present a token-level framework that decomposes scaling laws into localized learning events of individual contextualized tokens. By fitting token loss trajectories with sigmoids, we show that token learning is concentrated in localized transitions, giving rise to a learning-time spectrum that dominates the scaling-law shape. Across more than one hundred pre-training runs on large and diverse real-language corpora with modern LLM architectures, scaling up to 6B parameters and 300B training tokens, the measured learning-time spectrum quantitatively reconstructs the validation loss derivative along the training-step $T$, data-scale $D$, and model-scale $M$ axes. We further show that the same signal is actionable: by reshaping the training distribution according to when tokens become learnable, we alter the optimization trajectory and achieve 11\% faster validation-loss reduction. These results provide direct empirical evidence that scaling laws are governed primarily by the distribution of token-level learning times, and that this distribution can be used not only to explain scaling behavior but also to improve training performance.
- Abstract(参考訳): 言語モデルの損失は、モデルとデータサイズに対する極めて規則的なスケーリング法則に従っているが、集合的な損失がなぜ非合法な形になるのかは不明だ。
既存の説明では、この規則性は自然言語におけるパターンの難易度に重み付けされているが、大規模な実データトレーニングではトークンレベルの粒度で直接検証されていない。
本稿では,個別の文脈化トークンの局所的な学習イベントにスケール法則を分解するトークンレベルフレームワークを提案する。
トークン損失軌跡をシグモイドに合わせることで、トークン学習が局所的な遷移に集中していることが示され、スケーリング法則の形状を支配する学習時間スペクトルが生まれる。
数百以上の事前トレーニングが、現代のLLMアーキテクチャを備えた大規模で多様な実言語コーパス上で実行され、最大6Bパラメータと300Bトレーニングトークンまでスケールアップされ、測定された学習時間スペクトルは、トレーニングステップのT$、データスケールのD$、モデルスケールのM$xに沿って、バリデーション損失デリバティブを定量的に再構成する。
さらに、トークンが学習可能になったときにトレーニング分布を変換することで、最適化軌道を変更し、検証・損失削減を11倍高速化する。
これらの結果は,スケーリング法則が主にトークンレベルの学習時間の分布に支配されていること,この分布がスケーリングの振る舞いを説明するだけでなく,トレーニング性能を向上させるためにも利用できること,といった直接的な実証的証拠を提供する。
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