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LeCun团队开源首个代码世界模型:能生成代码还能自测自修

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衡宇 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

刚刚,Meta FAIR推出了代码世界模型

CWM(Code World Model),一个参数量为32B、上下文大小达131k token的密集语言模型,专为代码生成和推理打造的研究模型

这是全球首个将世界模型系统性引入代码生成的语言模型。

与现有代码大模型相比,CWM最与众不同的一点在于,它不仅能生成代码、理解语义。

更关键的是,它“懂得”代码如何执行,能模拟代码运行过程中变量的状态变化与环境反馈,从而推动代码理解、调试乃至规划的整体能力提升。

也就是说,它具备接近人类程序员的思考能力。

在多个代码与推理任务上,CWM均有出色表现,譬如其在SWE-bench Verified得分65.8%,领先所有开源同规模模型,已接近GPT-4级别。

更重要的是,Meta FAIR这次开源了模型代码、训练细节以及多个阶段的权重检查点,诚意十足。

有人给LeCun留言问:

“你不是一直认为语言模型只是AI道路上的一个支线(LLMs are an off ramp),怎么又推出了以语言模型为基础的世界模型?”

LeCun轻松回复称:

是的,不过咱现在讲的是编程,不是ASI哟~

让大模型“懂动态执行”

CWM的诞生,直击当前大模型在代码生成中的一大痛点:

尽管现有大模型已经具备写代码的能力,但代码执行效果并不稳定,生成内容难以调试、不可执行,甚至存在隐藏逻辑错误

FAIR团队认为,其根源在于大模型只是把代码当作文本来预测。

它不理解代码会如何运行,对变量状态的变化、函数调用的副作用一知半解(甚至一无所知)

在FAIR团队看来:

如果希望模型像程序员一样思考,就必须教会它代码执行的“世界状态”变化。

因此,CWM首次在训练过程中引入代码世界建模(code world modeling)的概念,明确让模型学习“代码运行过程中,程序状态如何一步步演变”。

这意味着,CWM的理解维度,从静态文本跃迁到了动态执行。

Meta FAIR专攻AI与代码生成的资深研究科学家,也是CWM的资深核心贡献者Gabriel Synnaeve在上分享了CWM追踪执行计算”strawberry”中”r”个数的代码的例子:

你可以把它想象成一个可以设置为任何初始帧状态的神经‘pdb’,推理可以作为工具在标记空间中查询。

相较于传统代码大模型生成token接token的静态预测,CWM在三大能力有所升级——

第一,代码执行模拟

CWM可以逐行模拟代码执行过程,预测每一行代码如何影响变量状态,甚至提前判断出执行中的潜在错误。

这种能力为构建“神经调试器”提供了可能。

在CWM的推理过程中,变量状态可以随代码运行不断更新。

它甚至可以模拟终止条件、循环展开、边界情况,从而更精准地理解程序逻辑。

第二,自我调试与修复

不止会写代码,CWM还能自测、修错。

它能够在生成代码后自动构造测试用例,并在发现代码失败后用多种修改路径来尝试自我修复。

整个流程模拟了人类程序员常见的开发闭环:写→测试→改→再测。

第三,推理与规划能力

面对复杂问题时,CWM还能进行推理与规划。

例如,在编程竞赛或数学任务中,它可以根据问题描述分析步骤、规划函数结构,再结合执行预测逐步生成并验证代码,展现出多轮逻辑推理能力。

CWM模型信息:参数、架构、性能一次看全

CWM的模型架构采用了64层的decoder-only Transformer,参数规模为32B。

支持131k tokens的长上下文输入——这大幅拓展了复杂项目、多文件代码、文档上下文的处理能力。

相对应的,Attention结构采用了局部+全局交替机制,兼顾效率与上下文覆盖。

FAIR提供了以下3个checkpoints,供研究人员使用:

  • CWM预训练模型:例如用于新的后训练方法。
  • CWM SFT:例如用于强化学习研究。
  • CWM:例如用于推理时间扩展。

在与多个一线模型的评测对比上,CWM成绩如下:

  • SWE-bench Verified
  • 得分65.8%,领先所有开源同规模模型,接近GPT-4级别;
  • LiveCodeBench v5
  • 得分68.6%,展示高复杂度编程任务上的准确性;
  • Math-500
  • 得分96.6%,AIME 2024模拟题达76.0%;
  • Terminal-Bench
  • 得分26.3%,高于Gemini 2.5 Pro;
  • Aider Polyglot(多语言代码生成)
    得分35.1%,与Qwen3-32B相近。

综合来看,CWM在理解、生成、验证、修复等多个环节上,都有不俗表现。

FAIR团队称CWM验证了“代码世界建模”对提升推理与代码生成的价值。

Gabriel Synnaeve表示:

我对我的CodeGen团队所做的工作感到无比自豪!
这个团队由博士生和经验丰富的资深员工组成。我们所有人都齐心协力,全力以赴,绝不将任何问题归咎于他人。
整个Meta AI社区都为此共同努力。非常感谢整个领导层始终如一的支持。

三阶段训练流程,与数据集构建

CWM分三阶段进行训练——

第一阶段,预训练阶段(Pretrain)

在这个阶段,CWM使用了8T tokens的数据进行通用语言与代码建模训练。

其中代码占比约30%,上下文长度为8k token。

第二阶段,中期训练阶段(Mid-train),这也是CWM最具特色的一步。

在这个阶段,模型引入了5T tokens的世界建模数据,用于训练模型识别“代码运行过程中,程序状态如何变化”。

这部分核心数据类型包括:

  • Python执行轨迹数据
  • 来自数千万函数调用与代码提交,记录每一行代码执行时变量的值如何变化;
  • ForagerAgent数据
  • 模型驱动的智能体在真实Docker环境中运行代码,修复Bug,执行任务,生成真实交互轨迹(共300万条)
  • 自然语言描述版本
  • 将执行过程转化为自然语言,便于泛化迁移。

也是在这一阶段,CWM的上下文能力扩展到了131k token,支撑对大型项目和代码流程的完整建模。

第三阶段,后训练阶段(SFT+多任务RL)

最后,CWM进行了100B tokens的监督微调训练(SFT)和172B tokens的多任务强化学习(RL)训练。

训练任务覆盖了真实软件工程任务(如SWE-bench)、编程竞赛问题(CodeContests等)、数学推理题目(如AIME模拟题、MathQA)

在这一阶段,FAIR团队使用异步RL机制、分布式环境以及自举方法,提升了模型在多环境、多任务间的泛化能力。

基础设施方面,CWM训练使用了FlashAttention-3、FSDP+TP并行策略,并采用fp8低精度加速。

Meta FAIR强调其训练过程遵循了Frontier AI Framework中的前沿AI安全框架。

结果表明,CWM不会对网络安全、化学、生物等高敏感领域构成滥用风险。

此外需要注意的一点是,当前CWM的世界建模数据仅支持Python语言,尚未覆盖C++、Java等主流语言或符号执行任务。

不过,研究团队表示未来将探索多语言扩展,有望形成自动化编程助手的通用框架。

Two More Things

BTW,如果你想使用使用CWM,有两点需要特别注意:

第一点,CWM主要面向代码理解与复杂推理研究,没有做RLHF。

因此,它并不适合对话任务或作为Chatbot使用

第二点,CWM明确定位是“研究用”,即仅供非商业研究使用。

Anyway,总之,CWM团队选择了模型开源、数据透明、训练复现全开放。借此也向研究社区抛出一个重要问题:

如果大模型能理解世界,它能成为更好的程序员吗?

— 完 —

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