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路由塌缩 · 赢家通吃

MoE 有个臭名昭著的病:开局各专家随机略分高下,被多选的专家得到更多训练、变得「更擅长被选」,于是被选得更多——赢家通吃滚到最后一两个专家包场。切三档均衡策略重放同一场训练:无均衡眼看着塌缩、辅助损失防住但专家被迫同质化、偏置调节负载与专业化两全。

纯前端模拟:16 专家、6 类 token、每轮 64 个取 top-2,共 200 轮;带种子可复现,塌缩动力学与两代药方口径对齐知识库《MoE》,零 API。

16 个专家、6 类 token,每轮喂 64 个、路由取 top-2。 被选中的专家获得更多训练、变得更擅长被选——赢家通吃的正反馈就此滚起。 切三档均衡策略跑 200 轮,看塌缩怎么发生、两代药方各付出什么代价。

塌缩演化:最大专家占比随轮次

最大专家负载均衡线 12.5%
均衡 12.5%0%12.5%25%50%050100150200轮
终态负载分布:第 200 轮各专家接单占比(均衡应为 12.5%)
专家 1:7.9%专家 2:0.0%专家 3:0.0%专家 4:8.3%4专家 5:8.3%专家 6:8.4%专家 7:8.4%专家 8:0.0%8专家 9:16.7%专家 10:0.0%专家 11:0.0%专家 12:24.8%(过载)12专家 13:0.0%专家 14:8.6%专家 15:0.0%专家 16:8.4%16
200 轮后最大专家占比
24.8%
超均衡一倍半——塌缩
激活熵(1=完全均匀)
0.76
在下滑:激活越来越集中
专业化度(0~1)
0.49
分化:各守自己擅长的单

没有均衡,正反馈滚成塌缩:开局略占优的专家被选更多、训练更多、于是更常被选——最大专家占比一路爬升不回头,激活熵持续下滑。参数一大堆,有效模型却只剩个小号稠密网络。

两代负载均衡药方(正文另一半)
一代 · 辅助损失主损失外加惩罚:谁被选爆了罚谁(Switch Transformer 起普及)。防住塌缩,但惩罚把专业化一起罚掉——专家被迫同质化。
二代 · 偏置调节每专家记一个动态偏置:接单多就降偏置。偏置只影响「谁被选中」,不进梯度、不碰专家学习(DeepSeek-V3 起普及)——负载照样摊平,专业化不挨罚。
怎么读新论文看均衡设计先问一句:惩罚进不进梯度?进——防塌缩但压专业化;不进——专业化保留(严格说 V3 仍留一条只防单序列极端失衡的微量辅助损失)。