核心结论
Diogo 在其文章《Scaling Laws, Honestly》中揭示的 Kaplan et al. (2020) 原始 Scaling Law 的技术缺陷——固定训练 Token 数和学习率衰减策略导致的"参数越大越好"错误结论——确实是历史事实,但绝非 2026 年的新发现。DeepMind 的 Chinchilla 论文于 2022 年 3 月就已系统性地纠正了这一问题,提出了著名的"20:1 Token/参数最优比”。此后行业迅速转向:Meta 的 LLaMA 系列(2023)率先实践 Chinchilla 原则,LLaMA-3(2024)将 Token/参数比推至 1875:1;OpenAI 的 GPT-4(2023)采用 8×220B 的 MoE 架构,o1(2024)则开创了推理时计算(test-time compute)的全新范式。所谓的"bug 误导行业五年”是一个严重的时间压缩叙事——实际影响窗口仅为 2020 年初至 2022 年初的约两年时间,而非 Diogo 文章标题暗示的整整五年。这篇博客更像是一份迟到的历史复盘,而非开创性的技术揭露。
1. 第一阶段:Kaplan Scaling Laws(2020)——“越大越好”的理论基础
1.1 原始发现与核心结论
2020 年 1 月,OpenAI 的 Jared Kaplan、Sam McCandlish、Tom Henighan 等人发表了里程碑论文《Scaling Laws for Neural Language Models》。该研究系统性地探索了语言模型性能随模型参数量(N)、训练数据量(D)和计算量(C)的幂律关系,提出了以下核心公式:
其中 $L$ 为损失函数,$E$ 为不可约误差,$\alpha \approx 0.073$,$\beta \approx 0.095$。基于这些指数,Kaplan 等人推导出的关键结论是:在固定计算预算下,模型参数量应按 $C^{0.73}$ 增长,而训练 Token 数仅按 $C^{0.27}$ 增长。这意味着当计算预算增加 10 倍时,模型应该增大约 5.4 倍,而数据只需增加约 1.9 倍。这一结论的直观推论是“模型越大越好”——对于任何给定的计算预算,都应该优先将资源投入增大模型规模,而非增加训练数据。
图 1:LLM 训练范式演变——从“欠训练”到“计算最优”再到“推理最优”。数据点大小对应模型参数量,红线为 Chinchilla 最优比(20:1)。
这一发现对 GPT-3(2020 年 5 月发布)的训练决策产生了直接影响。GPT-3 拥有 1750 亿参数,但仅在约 3000 亿 Token 上训练,Token/参数比仅为 1.7:1。按照 Chinchilla 后来的标准,GPT-3 的训练数据量至少应该达到约 3.5 万亿 Token——是它实际使用的 10 倍以上。Gopher(2021 年 12 月,DeepMind)走得更远:2800 亿参数仅训练 3000 亿 Token,Token/参数比低至 1.1:1。
1.2 技术缺陷的根源
Diogo 文章的核心技术洞察是正确的——Kaplan et al.的实验设计存在系统性缺陷。具体来说:
第一,固定训练 Token 数。Kaplan 等人对所有规模的模型使用了相同的约 1300 亿 Token 训练量。这导致了一个明显的悖论:一个 1 亿参数的小模型训练 1300 亿 Token,相当于每个参数“看到”了 1300 个 Token;而一个 1000 亿参数的大模型同样只训练 1300 亿 Token,每个参数仅“看到”1.3 个 Token。小模型实际上被“过度训练”了,而大模型则被严重“欠训练”。在固定的 Token 预算下,更大的模型永远无法充分展示其容量优势。
第二,学习率衰减策略的误导。Kaplan 等人采用了 cosine 学习率衰减,在训练接近目标 Token 数时学习率逐渐降至零。这意味着当训练结束时,学习已经“停止”——即使模型仍有改进空间。这种策略人为制造了“训练饱和”的假象:如果所有模型都在相同的 Token 数上停止学习,那么无论模型多大,看起来都在同一时间点达到了性能平台。Chinchilla 后来证明,如果使用恒定的学习率并增加训练 Token 数,大模型会持续改进,性能差距会显著拉大。
1.3 "Bug"的实际影响范围
将 Kaplan Scaling Laws 的缺陷称为"bug"在技术上是恰当的,但其影响范围需要精确界定。GPT-3 的决策(2020 年 5 月)和 Gopher 的决策(2021 年 12 月)确实受到了这一"bug"的影响。然而,值得注意的是,即使在 Kaplan et al.的论文中,作者也明确指出他们的结论“基于给定的最大 Token 数”,并承认这“不适用于真正的无限数据极限”。换言之,原始论文的局限性在其发表时就已被部分认识到,只是行业在当时缺乏更好的替代方案。
| 模型 | 发布时间 | 参数量 | 训练 Token 数 | Token/参数比 | 与 Chinchilla 最优比的偏差 |
|---|---|---|---|---|---|
| GPT-3 | 2020-05 | 175B | 300B | 1.7:1 | 欠训练约 12× |
| Gopher | 2021-12 | 280B | 300B | 1.1:1 | 欠训练约 18× |
| Chinchilla | 2022-03 | 70B | 1.4T | 20:1 | ✓ 计算最优 |
| LLaMA-65B | 2023-02 | 65B | 1.4T | 21.5:1 | 接近最优 |
| LLaMA-2-70B | 2023-07 | 70B | 2T | 28.6:1 | 略超最优 |
| GPT-4 | 2023-03 | ~1.8T (MoE) | 未公开 | N/A | MoE 架构 |
| LLaMA-3-8B | 2024-04 | 8B | 15T | 1875:1 | 推理最优 |
| Gemma-7B | 2024-06 | 7B | 6T | 857:1 | 推理最优 |
表 1:关键模型的训练配置对比。Chinchilla(2022)后,行业迅速从“欠训练”转向“计算最优”乃至“推理最优”。
2. 第二阶段:Chinchilla(2022)——纠正与范式转向
2.1 Chinchilla 的核心发现
2022 年 3 月,DeepMind 的 Jordan Hoffmann、Sebastian Borgeaud 等人发表了《Training Compute-Optimal Large Language Models》,通常被称为 Chinchilla 论文。这项研究训练了超过 400 个模型(参数量从 7000 万到 160 亿),系统性地探索了模型规模与训练数据量的最优分配。
Chinchilla 的核心发现与 Kaplan Scaling Laws 截然不同:在固定计算预算下,模型参数量与训练 Token 数应按大致相等的比例增长——即 $N_{opt} \propto C^{0.5}$ 和 $D_{opt} \propto C^{0.5}$。这导出了著名的"20:1 Token/参数比"法则:每个模型参数应约对应 20 个训练 Token。基于这一原则,Chinchilla-70B(70 亿参数,1.4 万亿 Token)在与 Gopher-280B(280 亿参数,3000 亿 Token)相近的计算预算下,性能全面超越了后者。
图 2:2020-2025 年 LLM 训练范式演变关键里程碑。三个阶段清晰可辨:Kaplan 时代(越大越好)、Chinchilla 时代(20:1 最优)、推理时计算时代(test-time compute)。
2.2 Chinchilla 对 Kaplan 的修正机制
Chinchilla 之所以能够纠正 Kaplan 的结论,关键在于其实验设计解决了前述两个技术缺陷:
第一,解除固定 Token 数的束缚。Chinchilla 为不同规模的模型训练了不同数量的 Token——小模型训练较少 Token,大模型训练更多 Token。这使得每个规模的模型都能在与其容量匹配的“充分训练”状态下进行评估,从而真正揭示“给定计算预算下最优的模型/数据分配”是什么。
第二,恒定的学习率调度。Chinchilla 使用了不强制在固定 Token 数处归零的学习率策略。这使得模型能够持续学习,直到真正达到收敛——而非被人为地提前截断。DeepMind 的研究人员后来指出,Kaplan et al.如果将其最大规模模型训练到更多 Token,“性能曲线将在达到 Scaling Law 的 Pareto 前沿之前就被截断”。
2.3 学术界的快速验证
Chinchilla 的结论在发表后迅速得到了独立验证。2024 年 4 月,Epoch AI 的 Besiroglu 等人发表了对 Chinchilla 的复制研究,发现最优 Token/参数比约为25.6:1——与 Chinchilla 的 20:1 高度一致。同年 6 月,Microsoft Research 和 MIT 的 Pearce & Song 发表论文《Reconciling Kaplan and Chinchilla Scaling Laws》,指出 Kaplan 与 Chinchilla 的差异主要源于参数计数方式的不同(Kaplan 只计算非嵌入参数,且在小规模上拟合)。2024 年,Porian 等人进一步证实,在纠正了最后一层 FLOPs、warmup 调度和规模相关超参数后,Kaplan 和 Chinchilla 的预测实际上“相当接近”。
3. 第三阶段:行业全面转向(2022-2024)
3.1 LLaMA 系列:Chinchilla 原则的首个大规模实践
Meta 的 LLaMA 系列是 Chinchilla Scaling Law 从理论走向实践的最重要案例。2023 年 2 月发布的 LLaMA-65B 拥有 650 亿参数,训练了 1.4 万亿 Token,Token/参数比为 21.5:1——几乎完美遵循 Chinchilla 的 20:1 法则。这一决策的底层逻辑非常清晰:与其像 GPT-3 那样用 1750 亿参数训练 3000 亿 Token,不如用更小的模型训练更多数据,在达到相似性能的同时大幅降低推理成本。
LLaMA-2(2023 年 7 月)进一步将这一原则发扬光大。LLaMA-2-70B 训练了 2 万亿 Token,Token/参数比达到 28.6:1。Meta 在 LLaMA-2 的技术报告中明确将 Chinchilla Scaling Law 作为训练策略的核心理论依据。到了 2024 年 4 月的 LLaMA-3,Meta 做出了更加激进的决策:LLaMA-3-8B 仅在 80 亿参数上训练了15 万亿 Token,Token/参数比高达 1875:1。这一配置远超 Chinchilla 的计算最优比,进入了“推理最优”(inference-optimal)区域——以更高的训练计算成本换取更低的推理成本和更好的部署性能。
| 年份 | 模型/研究 | 核心创新 | Token/参数比 | 范式标签 |
|---|---|---|---|---|
| 2020 | Kaplan et al. | 首个系统 Scaling Law | 1.7:1 (GPT-3) | “越大越好” |
| 2022 | Chinchilla | 20:1 最优比 | 20:1 | 计算最优 |
| 2023 | LLaMA-65B | 开源 Chinchilla 实践 | 21.5:1 | 计算最优 |
| 2023 | GPT-4 | 8×220B MoE | N/A | 稀疏激活 |
| 2024 | LLaMA-3-8B | 15T Token 超量训练 | 1875:1 | 推理最优 |
| 2024 | Sardana & Frankle | 推理成本纳入 Scaling Law | N/A | 推理最优理论 |
| 2024 | Snell et al. | Test-time compute scaling | N/A | 推理时计算 |
| 2024 | OpenAI o1 | 推理模型/长 CoT | N/A | 推理时计算 |
| 2025 | DeepSeek-R1 | 纯 RL 推理 | N/A | 推理时计算 |
表 2:2020-2025 年 Scaling Law 关键演变节点。从“欠训练”到“计算最优”再到“推理最优”和“推理时计算”,行业在四年间经历了三次范式转换。
3.2 GPT-4 的 MoE 架构:另一条效率之路
OpenAI 在 GPT-4(2023 年 3 月)上的选择同样印证了这一转向趋势,尽管方式不同。据 George Hotz、Soumith Chintala(PyTorch 联合创始人)等多方消息来源,GPT-4 采用了 8×220B 参数的 Mixture of Experts(MoE)架构——总参数量约 1.76 万亿,但每次推理仅激活约 220-440 亿参数。MoE 的本质是一种“稀疏激活”策略:用巨大的总参数量存储知识,但只在推理时调用其中一小部分,从而在保持强大能力的同时控制推理成本。
这一设计与 Chinchilla 的“小模型 + 多数据”路线殊途同归——都是在追求“给定性能目标下的最低推理成本”。GPT-4 没有走 Chinchilla 的“密集小模型”路线,而是走了 MoE 的“稀疏大模型”路线,但底层目标是一致的:不再盲目追求密集参数规模,而是通过架构创新实现效率优化。
3.3 Google 的 Gemma 与推理最优 Scaling Law
Google 的 Gemma 系列同样遵循了这一趋势。Gemma-7B(2024 年)训练了6 万亿 Token,Token/参数比达到 857:1。更值得注意的是 2024 年 1 月 Sardana 和 Frankle(来自 MosaicML/DBRX 团队)发表的论文《Beyond Chinchilla-Optimal: Accounting for Inference in Language Model Scaling Laws》。该研究正式将推理成本纳入 Scaling Law 框架,证明了在高推理需求场景下,训练比 Chinchilla 建议的更小模型、更多 Token 才是总成本最优的。他们的分析显示,对于一个 7B-Chinchilla 质量的模型,如果推理需求达到 $10^{11}$ Token,最优策略是训练一个 6B 参数模型、使用 1.18 倍的数据量,可将总 FLOPs 降低显著比例。
4. 第四阶段:Test-Time Compute 新范式(2024-2025)
4.1 从训练时计算到推理时计算
2024 年 9 月,OpenAI 发布了 o1 模型,标志着 AI 行业进入了 Scaling Law 的第四个阶段——推理时计算(test-time compute / inference-time scaling)。o1 的核心创新在于:不再仅仅通过扩大模型规模或增加训练数据来提升性能,而是让模型在回答问题时“思考更长时间”——生成长链推理(Chain-of-Thought,CoT),进行多步验证和自我修正。
这一范式的理论基础来自 DeepMind(Google)2024 年 8 月的论文《Scaling LLM Test-Time Compute Optimally can be More Effective than Scaling Model Parameters》。作者 Charlie Snell、Jaehoon Lee 等人系统性地证明,通过最优地分配推理时计算(如多次采样、逐步验证、束搜索),一个较小的模型可以匹敌比它大 14 倍的模型。具体而言,对于简单问题,“修订”策略(模型迭代改进自己的答案)最有效;对于复杂问题,“搜索”策略(模型探索多条推理路径并用验证器选择最佳路径)最有效。
4.2 o1、o3 与 DeepSeek-R1:推理模型的工程实践
OpenAI o1 在 AIME 2024 数学竞赛上的表现清晰地展示了推理时计算的威力:GPT-4o 平均得分 12%,o1(单样本贪婪解码)达到 74%,o1 配合 64 样本多数投票达到 83%,而配合 1000 样本重排序更是达到 93%。这意味着通过在推理时投入更多计算,同一基础模型的性能可以被“解锁”到远超其训练规模预期的水平。
2025 年 1 月,DeepSeek 发布了 R1 模型,以开源权重的方式复制并超越了 o1 的推理能力。R1 的核心创新在于纯强化学习(RL)训练:不依赖人类标注的推理轨迹,仅通过可验证奖励(如数学证明检查器、代码执行器)的反馈信号,让模型自发地发展出长链推理能力。R1 在训练过程中自发出现了可识别的推理策略——自我纠正("Wait, that can't be right because...")、假设检验("Let me try a different approach...")、验证("I can check this by substituting back...")。
2025 年 4 月发布的 o3/o4-mini 进一步将推理时计算推向新高度。o3 提供了可调的计算层级(低/中/高),在 ARC-AGI 基准上,低层级得分 75.7%,高层级达到 87.5%——后者是 AI 系统首次在该基准上突破 85%。这证明了推理时计算不仅可以提升性能,还可以按需分配——用户可以根据任务的复杂度和预算选择适当的“思考深度”。
4.3 新范式的本质:Scaling Law 并未终结,而是扩展维度
需要特别强调的是,test-time compute 的兴起并不意味着预训练 Scaling Law 的终结。相反,它扩展了 Scaling Law 的维度——从单一的训练时计算(train-time compute)扩展到了“训练时 + 推理时”的联合优化。OpenAI 研究员 Noam Brown 在 NeurIPS 2024 上给出了最清晰的阐述:他在扑克 AI 研究中发现,"让模型在一手牌中思考 20 秒,获得的提升相当于将模型规模和训练扩大 100,000 倍"。Jensen Huang 在 GTC 2025 上也呼应了这一观点,称“由于 agentic AI 和推理的需求,我们现在需要的计算量轻松是去年同期的100 倍以上"。
| 范式阶段 | 时间范围 | 核心策略 | 代表模型/研究 | 关键指标 |
|---|---|---|---|---|
| Kaplan Scaling | 2020-2022 | 优先扩大参数 | GPT-3, Gopher | Token/参数比 1-2:1 |
| Chinchilla-optimal | 2022-2024 | 参数与数据均衡增长 | Chinchilla, LLaMA-1/2 | Token/参数比 ~20:1 |
| Inference-optimal | 2024-至今 | 小模型 + 超量数据 | LLaMA-3, Gemma | Token/参数比 100-2000:1 |
| Test-time compute | 2024-至今 | 推理时“思考更久” | o1, o3, DeepSeek-R1 | CoT 长度/推理 Token 数 |
表 3:Scaling Law 四个范式阶段的核心特征对比。行业从单一的“训练规模”维度,逐步扩展到“训练效率”和“推理计算”多个维度。
5. Diogo 文章的本质:一份迟到的历史复盘
5.1 技术内容的准确性
Diogo 的《Scaling Laws, Honestly》在技术层面是准确的。Kaplan et al. (2020) 确实存在所述的技术缺陷,Chinchilla (2022) 确实纠正了这些缺陷,行业确实在 2020-2022 年间训练了“过大、数据过少”的模型。Diogo 本人也坦诚承认自己“当时也在 OpenAI 做 LLM 优化,同样错过了这个 bug"。
5.2“历史回顾”而非“新发现”
然而,这篇文章的核心问题在于时态和语境。Chinchilla 论文发表于 2022 年 3 月,距今已超过四年。LLaMA-65B(2023 年 2 月)、LLaMA-3-8B(2024 年 4 月)、o1(2024 年 9 月)、DeepSeek-R1(2025 年 1 月)——行业已经经历了至少三轮重大的训练策略迭代。Diogo 文章所描述的"bug",在 Chinchilla 发表后就被学术界广泛认知,并在随后的几年里被持续研究和完善。
更准确的定位是:Diogo 的文章是一份面向非技术读者的历史科普,用通俗易懂的语言解释了 Kaplan 与 Chinchilla Scaling Law 差异的技术根源。它有价值——对于刚进入 AI 领域、不了解这段历史的人来说,这是一篇很好的入门材料。但它不应该被包装成“新发现”或“独家揭露”。
5.3 中文媒体的叙事放大
中文科技自媒体(如新智元、机器之心等)在转载 Diogo 文章时,往往采用了高度夸张的标题——例如"OpenAI 塌房!一个 bug 烧掉万亿算力”、"Scaling Law 崩塌!整个行业被误导五年”等。这些标题存在多重误导:
时间压缩。将 2020-2022 年约两年的影响窗口夸大为“五年”,忽略了 Chinchilla(2022)后行业已迅速转向的事实。
因果简化。将“一个 bug"描述为导致“万亿算力浪费”的唯一原因,忽略了即使在没有"bug"的情况下,早期模型训练也受限于当时的数据可用性、硬件能力和研究认知水平。
叙事时态错误。将一份 2026 年的历史回顾当作 2026 年的“新闻”来报道,给读者造成“这是刚刚发生的重大事件”的错觉。
6. 结论:Scaling Law 的演变是一部渐进史,而非突变史
回顾 2020 年至 2025 年的完整时间线,Scaling Law 的演变呈现出清晰的渐进特征:
2020 年,Kaplan et al.给出了第一个系统性的 Scaling Law 框架,其"bug"在当时的技术条件下是难以避免的——在没有大规模实验验证的情况下,固定 Token 数和学习率衰减是合理的工程选择。
2022 年,Chinchilla 通过 400 多个模型的系统性实验纠正了这一偏差,提出了 20:1 的最优比,并在发布后迅速获得独立验证。
2023-2024 年,行业全面转向 Chinchilla 原则。Meta 的 LLaMA 系列从 21.5:1 逐步推进到 1875:1;Google 的 Gemma 达到 857:1;Sardana & Frankle 将推理成本纳入理论框架;Snell et al.开启了 test-time compute 的研究方向。
2024-2025 年,o1、o3、DeepSeek-R1 将推理时计算推向主流,Scaling Law 的维度从“训练时计算”扩展到“训练 + 推理”的联合优化。
这整个过程是一个持续的技术演进,而非由单一"bug"主导的灾难叙事。Diogo 的文章为这段历史提供了一个有价值的技术解读,但读者需要将其放在正确的时间语境中理解——它不是 2026 年的“新发现”,而是对 2020-2022 年一段已被纠正的技术偏差的迟来复盘。真正推动行业前进的力量,不是“发现 bug",而是 DeepMind 在 2022 年用 400 个模型所做的系统性实验,以及此后四年间 OpenAI、Meta、Google、DeepSeek 等实验室在架构创新(MoE)、训练策略(超量训练)和推理范式(test-time compute)上的持续探索。

