论文

程序性知识并非低秩:LoRA为何无法内化多步骤流程

Procedural Knowledge Is Not Low-Rank: Why LoRA Fails to Internalize Multi-Step Procedures

模型评测模型行为与机制分析

摘要

以LoRA为代表的参数高效微调方法已成为适配大语言模型的默认选择,在指令遵循、风格迁移和事实适配方面均获成功。我们发现,对于程序性知识——即在条件分支下遵循多步骤流程直至终止状态的能力——LoRA在其仍保有效率优势的秩上无法匹敌全量微调。在一个程序性旅行预订任务(14个节点)上的系统性消融(r = 16--128)中,所有LoRA配置一致失败(任务成功率<= 2.54,而全量微调为4.11,均p < 0.001),且秩越高得分越低——尽管对话完成率保持在95--99%。在8B模型上对Zoom客服(14个节点)和保险理赔(55个节点)的跨域复现证实该失败具有普遍性:在r = 32和r = 128下,LoRA平均比全量微调低0.8--2.2分,最复杂的流程差距最大。将秩从32提高到128(四倍)仅带来边际改善,并不能弥合差距。对全量微调所产生的权重变化做SVD分析解释了原因:在3B和8B的三个领域上,更新的平均有效秩在761到1026之间,而秩128只能捕获Frobenius范数平方的43--51%。综合来看,这些发现表明在程序性任务上LoRA远逊于全量微调——这对智能体应用是一个根本性限制。