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# Treinamento PPO

> Aprendizado por Reforço com Feedback Humano usando PPO

# Treinamento PPO

Treine modelos de linguagem usando Proximal Policy Optimization (PPO) para aprendizado por reforço com feedback humano (RLHF).

<div style={{ marginTop: '2rem', marginBottom: '2rem' }}>
  <iframe width="100%" height="400" src="https://www.youtube.com/embed/no9f9xvHgNA" title="Reinforcement Learning para LLMs" frameBorder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture" allowFullScreen />
</div>

## Visão Geral

O treinamento PPO é um processo de 2 etapas:

1. **Treinar um Modelo de Recompensa** - Treine um modelo para pontuar respostas (veja [Reward Modeling](/advanced/reward-modeling))
2. **Executar Treinamento PPO** - Use o modelo de recompensa para guiar a otimização da política

## Início Rápido

```bash theme={null}
aitraining llm --train \
  --model google/gemma-3-270m \
  --data-path ./prompts.jsonl \
  --project-name ppo-model \
  --trainer ppo \
  --rl-reward-model-path ./reward-model
```

## Python API

```python theme={null}
from autotrain.trainers.clm.params import LLMTrainingParams
from autotrain.project import AutoTrainProject

params = LLMTrainingParams(
    model="google/gemma-3-270m",
    data_path="./prompts.jsonl",
    project_name="ppo-model",

    trainer="ppo",
    rl_reward_model_path="./reward-model",

    # PPO hyperparameters
    rl_gamma=0.99,
    rl_gae_lambda=0.95,
    rl_kl_coef=0.1,
    rl_clip_range=0.2,
    rl_num_ppo_epochs=4,

    epochs=1,
    batch_size=4,
    lr=1e-5,
)

project = AutoTrainProject(params=params, backend="local", process=True)
project.create()
```

## Requisitos

<Warning>
  O treinamento PPO requer `--rl-reward-model-path` (caminho para um modelo de recompensa treinado) ou `--model-ref` (modelo de referência para divergência KL). Pelo menos um deve ser especificado.
</Warning>

## Parâmetros

### Parâmetros Principais do PPO

| Parâmetro              | Flag CLI                 | Padrão | Descrição                                         |
| ---------------------- | ------------------------ | ------ | ------------------------------------------------- |
| `rl_reward_model_path` | `--rl-reward-model-path` | None   | Caminho para modelo de recompensa (obrigatório)   |
| `rl_gamma`             | `--rl-gamma`             | `0.99` | Fator de desconto (0.9-0.99)                      |
| `rl_gae_lambda`        | `--rl-gae-lambda`        | `0.95` | Lambda GAE para estimativa de vantagem (0.9-0.99) |
| `rl_kl_coef`           | `--rl-kl-coef`           | `0.1`  | Coeficiente de divergência KL (0.01-0.5)          |
| `rl_value_loss_coef`   | `--rl-value-loss-coef`   | `1.0`  | Coeficiente de perda de valor (0.5-2.0)           |
| `rl_clip_range`        | `--rl-clip-range`        | `0.2`  | Faixa de clipping do PPO (0.1-0.3)                |
| `rl_value_clip_range`  | `--rl-value-clip-range`  | `0.2`  | Faixa de clipping da função de valor              |

### Parâmetros de Treinamento

| Parâmetro                  | Flag CLI                     | Padrão | Descrição                       |
| -------------------------- | ---------------------------- | ------ | ------------------------------- |
| `rl_num_ppo_epochs`        | `--rl-num-ppo-epochs`        | `4`    | Épocas PPO por batch            |
| `rl_chunk_size`            | `--rl-chunk-size`            | `128`  | Tamanho do chunk de treinamento |
| `rl_mini_batch_size`       | `--rl-mini-batch-size`       | `8`    | Tamanho do mini-batch           |
| `rl_optimize_device_cache` | `--rl-optimize-device-cache` | `True` | Otimização de memória           |

### Parâmetros de Geração

| Parâmetro           | Flag CLI              | Padrão | Descrição                 |
| ------------------- | --------------------- | ------ | ------------------------- |
| `rl_max_new_tokens` | `--rl-max-new-tokens` | `128`  | Máximo de tokens a gerar  |
| `rl_top_k`          | `--rl-top-k`          | `50`   | Amostragem top-k          |
| `rl_top_p`          | `--rl-top-p`          | `1.0`  | Amostragem top-p (núcleo) |
| `rl_temperature`    | `--rl-temperature`    | `1.0`  | Temperatura de geração    |

### Parâmetros Avançados

| Parâmetro            | Flag CLI               | Padrão  | Descrição                                                                  |
| -------------------- | ---------------------- | ------- | -------------------------------------------------------------------------- |
| `rl_reward_fn`       | `--rl-reward-fn`       | None    | Função de recompensa: `default`, `length_penalty`, `correctness`, `custom` |
| `rl_multi_objective` | `--rl-multi-objective` | `False` | Habilitar recompensas multi-objetivo                                       |
| `rl_reward_weights`  | `--rl-reward-weights`  | None    | Pesos JSON para multi-objetivo                                             |
| `rl_env_type`        | `--rl-env-type`        | None    | Tipo de ambiente RL                                                        |
| `rl_env_config`      | `--rl-env-config`      | None    | Configuração JSON do ambiente                                              |

## Formato dos Dados

O treinamento PPO usa apenas prompts (o modelo gera respostas):

```json theme={null}
{"text": "What is machine learning?"}
{"text": "Explain quantum computing."}
{"text": "Write a haiku about coding."}
```

## Tipos de Ambiente RL

Três tipos de ambiente estão disponíveis:

| Ambiente                | Descrição                                           |
| ----------------------- | --------------------------------------------------- |
| `text_generation`       | Geração de texto padrão com pontuação de recompensa |
| `multi_objective`       | Múltiplos componentes de recompensa combinados      |
| `preference_comparison` | Comparar respostas geradas                          |

### Recompensas Multi-Objetivo

Habilitar múltiplos sinais de recompensa:

```python theme={null}
params = LLMTrainingParams(
    ...
    trainer="ppo",
    rl_multi_objective=True,
    rl_env_type="multi_objective",
    rl_reward_weights='{"correctness": 1.0, "formatting": 0.1}',
)
```

## Exemplo: Pipeline RLHF Completo

### Etapa 1: Treinar Modelo de Recompensa

```bash theme={null}
aitraining llm --train \
  --model google/gemma-3-270m \
  --data-path ./preferences.jsonl \
  --project-name reward-model \
  --trainer reward \
  --prompt-text-column prompt \
  --text-column chosen \
  --rejected-text-column rejected
```

### Etapa 2: Executar Treinamento PPO

```bash theme={null}
aitraining llm --train \
  --model google/gemma-3-270m \
  --data-path ./prompts.jsonl \
  --project-name ppo-model \
  --trainer ppo \
  --rl-reward-model-path ./reward-model \
  --rl-kl-coef 0.1 \
  --rl-clip-range 0.2
```

## Melhores Práticas

1. **Comece com um bom modelo base** - Faça fine-tuning com SFT antes do PPO
2. **Use um modelo de recompensa bem treinado** - A qualidade das recompensas determina o sucesso do PPO
3. **Monitore a divergência KL** - Muito alta significa que o modelo está divergindo demais do original
4. **Comece com hiperparâmetros padrão** - Ajuste com base na dinâmica do treinamento
5. **Use taxas de aprendizado pequenas** - PPO é sensível à taxa de aprendizado (1e-5 a 5e-6)

## Próximos Passos

<CardGroup cols={2}>
  <Card title="Reward Modeling" href="/advanced/reward-modeling">
    Treinar modelos de recompensa
  </Card>

  <Card title="DPO Training" href="/advanced/dpo-training">
    Alternativa mais simples ao PPO
  </Card>

  <Card title="Treinamento GRPO" href="/advanced/grpo-training">
    RL com ambientes personalizados
  </Card>

  <Card title="Módulo RL" href="/advanced/rl-module">
    Blocos de construção RL
  </Card>
</CardGroup>
