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LLM의 창발적 정렬 불량(EM) 현상이 옵티마이저 선택에 따라 크게 달라짐을 분석한 연구입니다. 옵티마이저가 정렬 불량률에 최대 7배의 차이를 만들며, 스펙트럼 규제를 통해 이를 완화할 수 있음을 제안합니다.
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원문 바로가기창발적 정렬 불량 (Emergent Misalignment, EM)은 최근 LLM(대규모 언어 모델)에서 발견된 현상으로, 보안에 취약한 코드를 작성하는 것과 같이 좁은 범위의 정렬되지 않은 작업(misaligned task)에 대해 미세 조정(fine-tuning)을 수행하면, 관련 없는 프롬프트에 대해서도 광범위하게 정렬되지 않은 행동을 보이는 현상을 말합니다. 기존 연구들은 EM의 심각성이 훈련 선택 사항에 매우 민감하다는 점을 지적해 왔으나, 이러한 민감성에 대한 체계적인 특성 분석은 여전히 부족한 실정입니다. 본 연구에서는 여러 Qwen3 모델, 옵티마이저(optimisers), 데이터셋 및 배치 크기(batch sizes)에 대해 스윕(sweep)을 수행하였으며, 옵티마이저의 선택이 가장 큰 영향을 미쳐 정렬 불량률(misalignment rate)에서 7배의 차이를 만들어낸다는 것을 발견했습니다. 놀랍게도 Qwen3 제품군 내에서 모델 크기는 미미한 영향을 미쳤습니다. Adam을 사용한 세 가지 제품군의 12개 모델에 대한 추가 스윕 결과, 해당 옵티마이저의 경우 모델 규모(1B-235B)와 제품군이 미미한 영향을 미친다는 점을 확인했습니다. Qwen3-8B에서 손실-정렬(loss-alignment) 관계를 분석한 결과, 최종 로그 훈련 손실(final log training loss)이 정렬의 강력한 예측 변수이며, 옵티마이저별로 계층화하면 잔차 분산(residual variance)의 거의 대부분을 포착할 수 있음을 발견했습니다. 훈련 역학(Training dynamics)을 분석하면 각 옵티마이저가 손실-정렬 공간을 통해 서로 다른 궤적을 따른다는 것을 알 수 있으며, 상당한 훈련이 이루어진 후에는 옵티마이저가 정렬의 예측 변수로서 훈련 손실보다 더 중요해집니다. 정렬을 가장 잘 보존하는 적응형 옵티마이저(adaptive optimiser)인 Muon은 LoRA 어댑터의 특이값(singular values) 분포를 더 균일하게 만들도록 암묵적으로 규제(regularises)합니다. 우리는 더 평탄한 특이값 스펙트럼(singular value spectrum)을 장려하는 추가 손실 항을 사용하여 훈련함으로써 이 통찰을 평가하였으며, 훈련 손실에 대한 비용은 미미하면서도 EM에 취약한 적응형 옵티마이저들(Adam 및 Lion)의 정렬을 실질적으로 회복시킨다는 것을 발견했습니다. 이러한 결과는 옵티마이저 선택을 EM 심각성의 핵심 요인으로 식별하는 동시에, 스펙트럼 규제(spectral regularisation)가 EM에 취약한 옵티마이저의 영향을 상당히 완화할 수 있음을 보여줍니다.