【深度分析】GPT-6 Astra 的迴圈深度:把推理藏進模型,還是把猜測藏進敘事?

GPT-6 Astra 的強勢表現,讓「looped transformer」與「hidden chain of thought」兩個詞被綁成一個有點驚悚的故事:模型是不是用重複計算把真正推理塞進看不見的地方?Sebastian Raschka 的文章先把這個故事拆成可檢查的幾個問題:Astra 究竟強在哪裡、迴圈式 Transformer 實際改了什麼、它究竟有沒有被 Astra 採用,以及縮短或隱藏推理文字到底是否等於不可監控。
原文摘要
Astra 的初步印象:強,但不要只看一張跑分圖
Raschka 寫作時剛使用 Astra 幾天,判斷它是自己用過最好的模型;相對 GPT-5.6 predecessor,它在寫作、數學、程式等多個類別都前進,尤其在 3D rendering 與 animation 的圖形展示任務上跳得很大。公開 benchmark 也顯示它的數學與 coding 能力很強;作者另外提到 ARC-AGI-3 的成績為 99.9%,相對 GPT-5.6 Sol 的 7.8%。該測試揉合邏輯謎題與泛化能力,但他認為更接近日常用途的,仍是數學、程式與 computer use 評測。
在 Artificial Analysis Coding Agent Index v1.4 這類混合多項 agentic coding 任務的指標裡,Astra 位居前沿,但並非以壓倒性距離領先。混合更廣泛任務的 Artificial Analysis Intelligence Index 也呈現相近情況。作者重視這些數據的一個理由,是它們由獨立單位執行,可能比模型開發商自行評估更可信。
不過,獨立評測也不是把比較問題一次解掉。不同 benchmark 使用不同 harness:例如 GDPval-AA 與 AA-Briefcase 使用開源、極簡的 Stirrup;Intelligence Index v4.2 中的 Terminal-Bench v2.1 使用 Terminus 2,τ³-Banking 使用 τ-Bench;Coding Agent Index 也會比較不同 coding-agent harness。共用 harness 能讓比較更接近 apples-to-apples,但模型訓練通常會以一個主要 harness 為核心,其他 harness 的微調較少,而主要 harness 又常被設計成放大該模型的長處。因此,某些 agentic 評測可能低估 Astra 在它主要操作環境裡的表現;要知道影響多大,得讓 Astra 在同一批任務上跨 harness 比較。
作者順帶提出一個實務提醒:較新的 LLM 更能理解 prompt、自己找解法,舊有的 AGENTS.md 與 SKILL.md 有時反而成為多餘的手把手約束,讓答案變差。他不是主張永遠不用這些文件;可重複的流程仍能從中獲得效率,因為模型不必每次重新發明。但有些工作流其實不需要描述,舊描述也未必仍是最佳描述,值得更新、重生或乾脆刪除。
Computer use:Astra 最醒目的舞台
Astra 在影像與 rendering 任務特別突出;當工作還要求操作圖形介面時,便同時展示了 computer use:模型透過 Codex/ChatGPT app,在使用者本機上操作軟體。社群上從以 Blender 生成紐約市,到虛擬 open house tour,都有這類示範。
作者自己選了一個更直觀的例子:讓 GPT-6 Astra Medium 與 High 使用他電腦的滑鼠,在 browser version 的 MS Paint 重畫他的照片;他沒有使用 Extra High 與 Max,只是不想耗盡 token。這個例子不只呈現繪圖能力,也呈現模型能沿著介面、游標與工具實際完成操作。
這種能力不是第一次出現。作者今年稍早已用 GPT 模型處理 Excel 費用相關的 UI 工作;然而,computer use 仍是較新的、由 harness 支撐的能力,整體成熟度通常不如寫作、寫程式、使用 API 或 CLI。這很合理,因為 LLM 本來是文字模型,較低垂的果實自然是文字與程式。
但現實裡許多軟體尚未提供 CLI。與其等待每個人為每個程式設計命令列介面,不如訓練模型處理 GUI;而 GUI 操作也確實很適合做成直覺、好看的社群展示。作者把它類比為 humanoid robot:在專門化的 assembly line 上,人形機器人不會是最高效率的選擇,但它較通用。因而他預期接下來數月甚至數年,LLM 與 agent harness 都會進入 computer use 的精煉期;模型會在維持數學與 coding 擴張的同時,更多為此訓練,讓非科技圈的一般電腦工作也更容易交給模型,例如替人完成報稅。
Computer use 如何被訓練
作者把這個趨勢連到一則近期報導:OpenAI 購入數萬台 Mac Mini 與 Mac Studio 供 Reinforcement Learning 使用。重點不是用 Mac 直接訓練模型——那更適合交給 GPU——而是讓模型在訓練過程接觸 macOS,學會使用系統及其中工具。
流程是:先給模型一項任務,例如打開某個 app 並完成某件事;harness 提供 macOS 的 screenshot;LLM 預測滑鼠、鍵盤、捲動等動作;harness 在 Mac 上執行;再把更新後畫面送回模型。這樣反覆進行,直到任務成功或失敗,最後以成功/失敗訊號與 verifier 或 grader 作為訓練回饋,包含 post-training 階段的 RLVR,也就是 Reinforcement Learning with Verifiable Rewards。
Mac 在這裡主要是環境,不是實際執行或更新模型的地方。模型很可能跑在 NVIDIA GPU 上,透過 API 接到 Mac。作者也引用 NVIDIA CEO 的說法:GPT-6 Astra 的訓練使用約 100,000 張 Grace Blackwell GPU。即使 computer use 成為焦點,這並不代表訓練範式已改朝換代;Astra,以及可預見未來的 LLM,仍是 reasoning model:以 RLVR 訓練,並產生中間的 reasoning trace,也就是 chain of thought。只是 trace 是否顯示給使用者,是另一層問題。
Looped Transformer:把同一組 block 再跑一次
正式模型推出約兩天前,《The Information》報導稱,Astra 使用了「recurrent depth」或「looped transformers」。Raschka 因研究與興趣都在 LLM architecture,先做了影片說明這個機制,並提醒讀者:理解它的基本結構,才有條件判斷它是否真的會遮蔽 reasoning trace。
Looped Transformer 的核心,是讓中間 representation 多次通過同一批 Transformer block,而非只通過一次;和單純加更多 block 的差別在於,每次通過時權重相同。文中先界定名詞:Transformer block 包含 attention、feedforward module、normalization 與 shortcut connection,論文常把它叫 transformer layer;stack 是一串 block;block application 則是輸入通過一個 block 一次。
這個構想並不新,2018 年的 Universal Transformer 已出現基本想法。作者先用近期開放權重模型 Nanbeige4.2-3B 說明:它看起來像一般 Transformer,但在 stack 末端有一條箭頭回到 stack 開頭。文字先被 tokenized、轉成 embedding vector,依序通過 22 個 block,每一層都有自己的權重;第一趟完成後,hidden state 回到同一套 22 個 block,再跑一次。
若把計算圖攤平,就是 44 次 block application:第 23 次仍用 block 1 的權重,第 24 次用 block 2,如此直到 block 22。有效深度因此從 22 次 application 變 44 次,卻沒有新增第二套 Transformer 權重。至於為何跑兩輪、而非三輪或更多,Nanbeige 論文沒有給很多細節;其結果是從兩輪加到三輪可提高 modeling performance,但額外 compute 不值得。兩輪是其效率取捨。
權重省下來了,計算與 KV cache 沒有
迴圈的動機之一,是取代「直接堆更多 Transformer block」的擴大方式。22 個 block 跑兩次,所需 Transformer-block parameters 約為傳統 44 個不同 block 的一半,因而降低儲存權重所需記憶體。不過這不包含常占總參數大比例的 embedding 與 output layer;以 Nanbeige 4.2 3B 為例,它們約占 30 億參數的 25%,若兩者也共享權重,該部分可從 25% 降至 12.5%。
但共享不等於免費。forward pass 仍要做 44 次 block application;訓練時 gradient 也要反向穿過兩次共享 stack。與 22 層只跑一次相比,工作量大幅增加,且幾乎與 44 個不同 block 一樣昂貴;差別只在 optimizer 要更新的 distinct parameter 較少,backpropagation 並沒有少走那些計算路徑。
KV cache 也沒有因為共享 block 而節省。它會保留先前 token 的 attention key 與 value,供每一步 next-token generation 重用。雖然第 1 次與第 23 次 application 共用 block 1 的權重,兩次輸入的 intermediate state 不同,產出的 key/value 也不同,必須有各自 cache entry。因此,22 層重複兩次的 KV cache 需求,和 44 個不同 block 的傳統 Transformer 相同。
Nanbeige 團隊實驗過跨 pass 共用 KV cache,大小確實減半,但模型表現較使用分開 cache 的版本差;發布的便是後者。其 technical report 另指出兩個取捨:從頭訓練 looped architecture,比把已預訓練的 Transformer 用 upcycling 改造過來更好;固定兩趟是偏好的平衡點,更多 pass 只有小幅增益,卻使訓練變慢、optimization 更不穩。迴圈數因此本身就是架構選擇,也可以不固定在所有 token 上。
Universal Transformer、adaptive halting 與每個 token 的不同深度
Nanbeige 是把 22 個 block 的 stack 重跑兩次;2018 年 Universal Transformer 則是重複套用同一個 Transformer block。兩者共同點是重用權重,但 Universal Transformer 進一步研究固定步數之外的 adaptive halting:某位置的 token 可以只跑一、兩輪,另一個則跑三、四輪,將更多 compute 配給從額外計算受益的 token。
它的做法是在每個 step、每個位置,以一個小型、經訓練的函數輸出 halting probability;模型把多輪的機率逐步累加,累積超過 threshold 的位置停止迴圈,另設最大 loop count 防止計算失控。這不是依 token 字面身分機械決定,而是依當下表示及其上下文決定。
ByteDance 的 Ouro 是更極端例子。Ouro-Thinking 2.6B 把同一組 48 個 Transformer block 跑四次,得到 192 次 block application,但只儲存 48 個不同 block 的權重。它以 learned exit gate 對不同 exit 分配機率,累積機率的 threshold 決定哪一趟輸出結果,借用了 Universal Transformer 的 adaptive halting;Nanbeige 沒採這種設計。不過作者也標明實務但書:釋出的 Hugging Face implementation 會先算完配置的所有 pass 才選輸出,實際 loop 數看來等同硬編碼為四。
Mixture-of-Recursions:不是每個 token 都值得同樣的算力
2025 年的 Mixture-of-Recursions(MoR)可視為更精緻的 Universal Transformer。每個 token 可通過重複 stack 一次或多次;論文把這段稱為 recursion block,它包含多個 Transformer block,夾在獨立的第一層與最後一層之間。其新意是如何以每個 token 為單位決定遞迴次數。
Universal Transformer 每一輪用 learned halting probability 決定是否繼續;MoR 使用小型 learned router,概念近似 Mixture-of-Experts 的 routing,只是它不是選 expert,而是選共享 stack 要跑幾次。router 讀取 token 的 hidden representation,其中也帶著 context,因此同一個字在不同句子位置、前文不同時,並不會固定得到相同 loop 次數。
論文試了兩種 routing。expert-choice routing 在每個 recursion step 選出要繼續處理的 token,退出者不再進後續步驟;token-choice routing 則在最初一次決定,將每個 token 分派到跑一、兩或三次的路徑。兩種設計都跨 pass 重用 Transformer 權重,但多了按 token 調度計算量的彈性;模型與 router 一起訓練,從訓練中學會處理這些不同路徑。
MoR 的 validation loss 圖比較一般 Transformer、固定 recursion 的 Transformer 與 MoR,涵蓋不同模型尺度及 training compute budget。最小尺度時,一般 Transformer 最好;模型變大後,MoR 追上並常常更好,尤其在較小訓練預算;最大預算時多條曲線相當接近。結論不是「迴圈永遠贏」,而是優勢取決於模型大小與訓練 compute。相同 training compute 也不等於處理相同數量的 training token:MoR 因略過部分計算,可在同一預算下看更多 token。作者因此說,若只看 1.35 億參數的小模型,甚至會得出相反結論;尺度實驗不可省略。
與 RNN 的相似處與根本差異
對有深度學習背景的人而言,「recurrent depth」會讓人想到 RNN。RNN 的確重複使用先前 iteration 的層與權重,但它沿的是時間步:hidden state 從一個 token 帶到下一個 token。處理文字時,RNN 一次讀一個 word 或 token,將先前資訊帶往後面。
Looped Transformer 則沿著架構深度重跑同一 token 的 intermediate representation;token 之間的信息仍靠 attention 傳遞。若這個類比令人混亂,作者給出更簡單的說法:把 looped Transformer 視為「讓 Transformer block 重用」,像把模型加深,卻進行 weight sharing,而不是把它誤當成傳統 RNN。
Astra 到底有沒有 looped transformer?作者說:無法證實
在談它是否遮蔽推理前,作者先把最重要的前提拉回來:Astra 是否真的用了這種架構?《The Information》的消息目前仍是 rumor 或 scoop,沒有官方確認。若是 open-weight model,外界可直接檢查;但 Astra 不是,因此只能依賴未驗證報導。
Raschka 個人覺得 Astra 採用某種 looped Transformer 元素的可能性很高,理由有三:已有前述報導;過去研究顯示技術有潛力;OpenAI chief scientist 曾說,包括 Astra 在內的現代 frontier model,其 computation graph depth 與 GPT-4 相差在兩倍以內。然而,這句話不明確證實 looped architecture,也可能只代表使用兩倍數量的普通 Transformer block。
他更進一步降低這個傳聞的解釋權重:Astra 的好表現主要很可能來自更好的 training recipe 與 training data;looped Transformer 的調整可能有些幫助,但《The Information》可能高估了它的貢獻。這是作者明確保留的推測,不是已驗證的架構事實。
Hidden CoT:先分清楚「不顯示」與「被架構抹掉」
作者接著處理爭議核心:looped Transformer 是否會遮蔽 reasoning trace?他先指出,OpenAI 從 o1 開始就已向使用者隱藏大部分 reasoning trace,所以在終端使用者層面,這未必造成一個全新差異;可解釋性的顧慮主要落在模型開發者能否監測模型。
他的判斷是,looped Transformer 並不是隱藏或模糊 chain of thought 的重要成因。reasoning model 通常會在輸出最終答案前產生中間文字步驟,這些一般 text token 構成 reasoning trace 或 chain of thought,介面可選擇不顯示。舉例來說,若問題是找出和為 10、積為 21 的兩個數,模型可以先猜 5 與 5,發現積是 25 而非 21,再回頭改試 3 與 7,逐一驗算。
這種過程包括 backtracking:模型注意到錯誤、回到先前選擇、換一條路再前進。但每一步仍是根據 prompt 和之前 token,一次生成一個 token。中間步驟像 scratch pad,在答案前增加計算;最後答案可以比前面的 trace 短很多,而 OpenAI 通常不把大部分 trace 給使用者看。
更多內部計算,是否必然換來更短、較不可讀的 CoT?
reasoning trace 的額外 token 會增加計算;looped Transformer 也會增加計算,因為 token 需通過更多 block。由此可以提出一種假說:如果模型把更多計算放在內部 loop,就不需要那麼多外顯的 thinking token。Astra 的 benchmark 圖以 output token 數量作橫軸,作者讀到的結果是:跨 effort level 整體看,Astra 不一定總比 GPT-5.6 Sol 用更少 token;但在固定 accuracy 下,Astra 確實比 Sol 用更少 token。
這不必然構成 interpretability 問題。少 token 也可能只代表模型能力更好、犯錯更少、較少 backtracking,第一次就做對更多事。作者以同一模型家族的 Luna 與 Sol 為例:在相近表現下,Luna 使用的 token 比 Sol 多 80%。很少有人因此主張 Sol 比較小的 Luna 不可解釋 80%;較合理的說法是,更大、訓練更好的模型以更多 compute 更有效率地解題,這裡的效率表現在更少 token。
此外,reasoning trace 本身也不保證忠實描述模型內部真正發生的一切。作者認為,唯一站得住腳的疑慮是:looped Transformer 是否刻意比傳統 Transformer 更常呈現「假的」reasoning trace 來誤導使用者;現有並無強證據證實這件事。Astra 的 system card 確實稱,reasoning trace 的 monitorability 有下降證據,較 Sol 有些 regression,主要與較短、資訊量較少的 trace 有關;但這仍不能把 looping 確立為根因,也可能只是 trace 普遍變短,如 Luna 與 Sol 的比較。
作者發表自己看法數小時後,OpenAI chief scientist Jakub Pachocki 也說,他想防止由混亂報導引發的「競逐不可監控性」;包括 Astra 的 frontier model computation graph depth 仍在 GPT-4 的兩倍範圍內。OpenAI 從最初 reasoning model 起就試圖保存並利用 CoT monitoring,因為它能觀察 alignment 如何在訓練分布以外泛化。他同時承認 CoT monitoring 很脆弱,且正因不依賴架構改變的原因而朝不好的方向走,但公司正研究如何強化它。Raschka 解讀,所謂「混亂報導」很可能就是在否定《The Information》把 looping 與 CoT 變化直接相連的暗示。
近期研究一:latent reasoning 可在每個輸出 token 前多想幾輪
作者最後整理若干超出前述設計的研究。2025 年的〈Scaling up Test-Time Compute with Latent Reasoning: A Recurrent Depth Approach〉研究如何在 inference 增加 loop。研究者訓練了一個不算很小的 35 億參數模型,使用 8000 億 token。它不像 Universal Transformer 不斷重用單一 block,而是像 Nanbeige 重複一個 stack;不同的是,它把四個共享 block 夾在兩個 initial block 與兩個 final block 之間。
這個 shared stack 每次 loop 起始時,不只收到前一輪 hidden state,也收到 initial block 的輸出;兩者 concatenate 後經 learned linear projection,才進入四個共享 block。可以把它理解為:每一趟共享 stack 都能重新取得同一份初始輸入 representation。訓練時 loop count 是隨機抽樣,讓模型能適應不同計算量;inference 時由執行者挑 fixed budget,例如 8、32 或 64 loops。每個 token 還有 adaptive stopping:若兩次連續 round 的 next-token probability distribution 之間 KL-divergence 低於 threshold,分布過於相似,便停止迴圈。
效益依任務而異。HellaSwag 在約八輪後大致飽和,GSM8K 與 HumanEval 則從更多 loop 受益。雖然標題叫 latent reasoning,模型仍可以生成文字 CoT;looping 只是讓它在每一個 output token 前多得到一段計算。
近期研究二:多算幾輪不等於多存更多知識
2025 年 6 月的〈Beyond Parameters: Exploring Virtual Logic Depth for Scaling Laws〉把「儲存資訊」和「用資訊解題」分開測。其 memorization experiment 顯示,在 parameter count 固定時,looping 幾乎不改變可儲存資訊量;增加 distinct parameter 才會增加容量。作者據此說,looping 不會替模型新增或取回更多知識,這很合理:一旦資訊已存入,retrieval 相對是較簡單的工作,而 loop 本身是計算機制,不是儲存機制。
在另一組 reasoning experiment 中,不增加 parameter、只重用 block,就能提高 multi-step math problem 表現。這表示額外計算能協助模型解題,即使它並沒有更多空間儲存資訊;當然,擴大模型也能提升 reasoning,只是後者同時增加了 parameter。作者藉此把「知識容量」與「推論步驟可用的計算」分開,避免把所有能力進步都歸咎於模型記住更多東西。
近期研究三:在真正對齊 compute、參數與 KV cache 後,迴圈還值不值得?
2026 年 9 月剛發布的〈SMELT: Scaling Laws for Compute-Matched MoE Looped Transformers〉正面回到成本問題:若 looped 與傳統 Transformer 的每 token compute、總 non-embedding parameter、KV cache requirement 都盡量匹配,結果如何?研究者使用 Mixture-of-Experts 架構,把中間一半的 Transformer block 跑兩次;這像 Nanbeige,也帶有 latent reasoning 式 sandwiching。
為補償額外 block application 的 compute,他們縮窄 hidden dimension;這使參數變少,於是再加 expert 把總 parameter count 補回來,並調整 attention head configuration,讓 KV cache 可以比較。實驗規模最高到 540 億 non-embedding parameter。從 fitted scaling curves 推算,在研究涵蓋的 compute 區間,SMELT 要達到同樣 validation loss 所需 training compute 約少 6.8% 至 18%。
因此作者對「looped Transformer 在計算上是否值得」給出肯定但有限定的答案:在這種嚴格匹配下,它以同一 compute budget 換到略好的模型。這不等於任何 loop 設計、任何大小都必勝;它是對前面「共享權重仍得支付計算和 cache」的補充:付出的計算沒有消失,但某些配置能把同一預算用得稍好。
近期研究四:full-bandwidth transformer 與較短 reasoning trace 的但書
2026 年 8 月的 Full-bandwidth Transformer 研究的是跨 token position 的 recurrence。每次 decoding 時,它把前一 token 最終 hidden state 與新抽樣 token 的 embedding,以 learned gate 結合,形成下一次 forward pass 的輸入。下一 token 的計算於是能從 stack 底部取得前一 token 的最終 representation,和 latent reasoning 有些相似。
在一個 10 億參數 base model 上,研究者發現 latent feedback 在 MATH500 可讓 reasoning trace 變短,同時維持或提高 accuracy;但經 instruction tuning 後,縮短效果消失。這直接碰到前面的疑問:內部 feedback 或 loop 與短 trace 的關係,取決於 feedback mechanism 和訓練方式,不能一概而論。實驗也沒有證明短 trace 較不忠實。
研究還有重要限制:它沒有測試若以傳統方式增加模型大小,例如增加更多不同 Transformer block 而不是 looping,是否會產生相似的 trace length 效果。因此,不能從這項結果推出「迴圈就是 Astra 隱藏推理的原因」。
原文結論
Raschka 最後總結,Astra 是很強的模型,並且在 computer use 跨出特別大的一步;他預期 computer use 會成為接下來開源與專有 harness 的重點。他也特別看重開源 harness,因為把工具交給主力電腦時,能先 audit harness 是必要的責任問題。
至於 Astra 的架構,他仍只說「很可能」採用了某種 looped Transformer variant,而不是宣稱已被證實。從整理的研究看,looped Transformer 在固定 compute budget 下可以提升 modeling performance。能力提升可能使 reasoning chain 變短,但這不是新現象:同一模型家族中,能力較強者本就可能用更少 token。
作者最後把短 trace 解讀為更有能力的模型少犯錯、少 backtrack,並把更多計算放到架構內,而不是完全靠外顯 reasoning trace 當 scratchpad;就像同一場大學數學考試,準備更好、能力更強的學生,可能比較少用草稿紙、也較少回頭塗改。文章後段另推薦其《Build a Reasoning Model (From Scratch)》一書與讀者評論,作為延伸閱讀與支持方式。
城武觀點
我賭「重複 Transformer block」或 latent reasoning 不是可監管性的證據;就算 Astra 真把更多推理壓進隱狀態,外界拿它猜架構,也只是在黑箱外再造一層解釋性幻覺。Raschka 值得肯定的是,他把「Astra 是否採 looped transformer 仍未證實」與「CoT 能否被隱藏」拆開,且研究確實顯示短/隱式推理另有多種設計來源。最強反方說法是:不公開 CoT 就無法查模型怎麼想;但完整 CoT 也未必忠實,更未必適合公開。架構透明不等於可問責;真正該要求的是 agent 對外行動時可審計的依據、工具調用、授權與責任鏈。這不是替黑箱開脫,而是拒絕把一段漂亮的自述當作證據:能回放、能追責、能撤銷的行動紀錄,才是使用者真正拿得到的監督權。
城武的未解檔案——與其逼模型交出一份未必可信的內心獨白,不如先讓它為每一次替你按下按鈕留下可驗證的收據。
- 原文:GPT-6 Astra, Looped Transformers, and Hidden Reasoning(Sebastian Raschka, Ahead of AI, 2026-09)