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Ch22 LLM Evaluation 方法学 · 复习大纲

目标: 60 分钟掌握 LLM 评测方法学 受众: LLM 工程师 / 评测负责人 / 面试候选人


一、知识地图(8 大模块)

§01 为什么 Eval 重要

  • 决定 RLHF Reward 质量
  • 决定 LLM-as-Judge 公正性
  • 决定 Harness Engineering 复用度
  • 3 大挑战: Contamination / Saturation / Construct Validity

§02 传统指标

  • BLEU: n-gram Precision, 翻译
  • ROUGE: Recall, 摘要
  • METEOR: 同义词 + 词干
  • chrF: 字符级
  • BERTScore: 上下文 embedding
  • PPL: 语言模型不确定度
  • WER: 词错误率, ASR

§03 现代 Benchmark

  • 知识: MMLU / MMLU-Pro / GPQA
  • 数学: GSM8K / MATH / MATH-500
  • 代码: HumanEval / MBPP / LiveCodeBench / SWE-Bench
  • 综合: BBH / BIG-Bench / HellaSwag
  • 中文: C-Eval / CMMLU
  • 实时: LiveBench / FrontierEval
  • 完整: HELM 7×16
  • 真实性: TruthfulQA / HaluEval

§04 竞技场

  • LMSYS Arena: 真实投票
  • Bradley-Terry 模型: 偏好概率
  • Elo Rating: K-factor 更新
  • TrueSkill: (μ, σ) 不确定性

§05 LLM-as-Judge

  • 3 模式: Single-Point / Pairwise / Reference
  • 4 大 Bias: Position / Verbosity / Self-Bias / Anchoring
  • 最佳实践: Few-shot + CoT + JSON
  • 应用: MT-Bench / AlpacaEval

§06 Contamination

  • 检测: n-gram / Membership / 行为
  • 缓解: 私有 / 定期 / 模糊 / 时间戳
  • 历史争议: GPT-4 HumanEval

§07 双轨 Eval

  • Capability: 推理/代码/数学
  • Safety: Jailbreak/Bias/Toxicity
  • Agent: SWE-Bench/WebArena
  • 多模态: MMMU/MMBench

§08 Harness Engineering

  • 5 大支柱
  • 主流框架: lm-eval-harness / OpenCompass / HELM / BigCode
  • 5 大挑战: Contamination/Saturation/Cost/Latency/Reproducibility

二、重点公式

BLEU 简化

\[\text{BLEU} = \text{BP} \cdot \exp\left(\sum_{n=1}^{N} w_n \log p_n\right)\]

BP = Brevity Penalty, \(p_n\) = n-gram precision

Bradley-Terry

\[P(A \succ B) = \frac{e^{r_A}}{e^{r_A} + e^{r_B}}\]

Elo 更新

\[R_{\text{new}} = R_{\text{old}} + K(S - P_{\text{pred}})\]

K=32 (Arena), S ∈ {0, 0.5, 1}, P_pred = \(\frac{1}{1+10^{(R_B-R_A)/400}}\)

BERTScore

\[\text{BERTScore} = \frac{1}{|x|}\sum_{x_i \in x} \max_{y_j \in y} \text{sim}(\mathbf{x}_i, \mathbf{y}_j)\]

Perplexity

\[\text{PPL}(x) = \exp\left(-\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N \log p_\theta(x_i | x_{<i})\right)\]

三、必会题(15 题)

  1. BLEU 与 ROUGE 核心区别?
  2. MMLU 多少题?多少学科?
  3. HumanEval 与 SWE-Bench 区别?
  4. LMSYS Arena 投票如何转 Elo?
  5. LLM-as-Judge 4 大 Bias?
  6. MT-Bench 与 AlpacaEval 区别?
  7. 如何检测 Contamination?
  8. HELM 7 维度 × 16 场景是哪些?
  9. BERTScore 为何更接近人类?
  10. C-Eval 与 MMLU 区别?
  11. Bradley-Terry 假设是什么?
  12. TrueSkill 相对 Elo 的优势?
  13. Self-Bias 如何缓解?
  14. LiveCodeBench 为何可信?
  15. Harness 5 大支柱?

四、5 道深入题

  1. 设计一套评估新 LLM 的完整 Harness(代码 + 报告)?
  2. LLM-as-Judge 如何校准以减少位置/长度偏差?
  3. Contamination 检测的 4 种方法,各自优缺点?
  4. 比较 HELM、OpenCompass、lm-eval-harness 三大框架?
  5. TruthfulQA 为何重要?如何在 Harness 中实现?

五、实践作业

  • 用 lm-eval-harness 评估一个开源 LLM,生成完整报告
  • 用 MT-Bench 风格设计自己的评测,对比 3 个模型
  • 实现 Bradley-Terry 模型,基于 1000 投票估计 Elo
  • 阅读 TruthfulQA 论文, 设计扩展数据集

六、参考资源

  • HELM (Liang et al. 2022)
  • lm-evaluation-harness (EleutherAI)
  • OpenCompass (上海 AI Lab)
  • LMSYS Chatbot Arena Leaderboard
  • TruthfulQA (Lin et al. 2022)
  • MMLU (Hendrycks et al. 2021)

七、自检清单

  • [ ] 能列出 5 个传统 NLP 指标
  • [ ] 能说出 MMLU/GSM8K/HumanEval 题目数
  • [ ] 能解释 Bradley-Terry 概率公式
  • [ ] 能列出 LLM-as-Judge 4 Bias
  • [ ] 能区分 MT-Bench 与 AlpacaEval
  • [ ] 能设计 Contamination 检测方案
  • [ ] 能选择合适 Eval 框架