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搜尋工具會改變 RL 結果:Exa 的實驗提醒我們別只盯著模型

本頁內容8 個段落
  1. 實驗設計:兩個 agent 只差一個搜尋後端
  2. 六個 benchmark 的成績:Exa 版全數領先
  3. 算成本:tokens、search calls、turns 三本帳
  4. 背後機制:reward 訊號更密、檢索更可靠
  5. agent 的改變:把問題拆開,而非原地重問
  6. 實驗邊界與後續待解
  7. 給 builder 的三個行動
  8. 參考來源

摘要: Exa 在 5 月 13 日公布對照實驗,兩個設定相同的 Qwen3-4B 搜尋 agent 只差搜尋後端:一方用 Exa,另一方透過 SERP 代理取得 Google 結果。廠商自述結果顯示 Exa 版在六個 benchmark 的 pass@1 全面領先,並以較少 tokens、搜尋次數與 turns 達到同等水準;實驗只測單一 4B 模型且未抓全文。

訓練搜尋 agent 時,大家的目光多半放在模型怎麼選、reward 怎麼設計、prompt 怎麼調整,搜尋 API 則被當成可以隨時換掉的零件。Exa 在 5 月 13 日公開的對照實驗把問題推回更上游:RL 過程中若換掉搜尋後端,agent 最終練出的能力是否跟著改變?結論是肯定的,而且這道鴻溝同時出現在準確率、訓練花費與推論花費上。話說在前頭:實驗是 Exa 自己做的,而 Exa 正是受測的兩個後端之一,文中所有數字皆屬廠商自述,引用時請帶著這層警覺。

實驗設計:兩個 agent 只差一個搜尋後端

實驗以 Qwen3-4B-Instruct-2507 為底、掛上 LoRA adapters,用 Tinker 開出兩個設定完全一致的 agent:一方靠 Exa 搜尋,另一方經 SERP 代理取得 Google 結果。雙方共用同一份由 Search-R1 改寫而來的 system prompt;每回搜尋固定回來 5 筆即時網頁結果,snippet 各以 2,000 字元封頂,而且 agent 無從得知自己接的是哪個變體,以免預期心理左右行為。

reward 是 trajectory 收尾時給一次的 binary 訊號。最早的 exact substring matching 引來 reward hacking——agent 學會寫出冗長回答、或一口氣列出好幾個候選答案碰運氣——於是改採 SimpleQA 的 LLM grader,並對衝出 context 上限的 trajectory 額外扣 -0.25。訓練語料選定 MuSiQue 與 HotpotQA 兩套 multi-hop QA 資料集,optimizer 為 Dr. GRPO;設定是 batch 64、group 16、LoRA rank 32、context 上限 32k,跑 100 steps。兩邊 agent 的行動空間一模一樣,真正不同的只有一件事:搜尋這個動作由誰執行。

六個 benchmark 的成績:Exa 版全數領先

評測採 pass@k,每個 benchmark 出 200 題,每題跑 n=200 次 rollouts。除了訓練用過的兩個資料集,再補上 2WikiMultihopQA、FRAMES、BrowseComp、SimpleQA 四個 out-of-distribution benchmark,並請未受 RL 訓練的 Qwen3-235B-A22B-Instruct-2507 擔任對照組。

結果可拆成三層。第一層:Exa 練出來的 4B 在六個 benchmark 的 pass@1 全面壓過 SERP 版,例如 2WikiMultihopQA 是 0.839 對 0.798、MuSiQue 是 0.311 對 0.307——贏幅有限,方向卻始終一致。第二層更有看頭:4B 的 Exa agent 屢屢越過未訓練的 235B 基準,2Wiki 是 0.839 對 0.774,SimpleQA 是 0.767 對 0.730。第三層是例外:FRAMES 拿 0.566,不敵 235B 的 0.604;BrowseComp 大家都落在低分區,最高分出現在 SERP 欄位的 235B(0.055)。在這兩座最難的山頭上,4B 加 RL 依舊翻不了盤。

算成本:tokens、search calls、turns 三本帳

跑到 step 100 時,SERP 這邊累積 1.89B total tokens,Exa 只要 1.58B,省下 20%。更該看的是等效點:Exa agent 只花 0.58B tokens(省 69%)就追平 SERP 版的最終水準,過程中 search calls 少 62%、turns 少 58%。換個說法,這不是「同一筆預算多換幾分」,而是訓練與推論兩端一起降價——搜尋更少次、trajectory 更短,到了推論端就直接變成更低的延遲與更小的帳單。有意思的是,RL 之後查詢次數不減反增(詳見下節),總 token 卻更省——多查幾次不是浪費,而是更聰明的問題拆解。

背後機制:reward 訊號更密、檢索更可靠

機制解釋靠兩組彼此呼應的證據。第一組談訊號密度:同一個 base policy 之下,Exa 搜尋結果命中正確答案的比率比 SERP 高出 10.7%(整體 36.1% 對 32.6%;首輪搜尋為 34.0% 對 30.5%)。放進 multi-turn RL 的脈絡,每次搜尋都更容易撞見答案,per-action 的 reward 就沒那麼稀疏,agent 也更容易歸納出「什麼樣的查詢能換來下一塊證據」,累積數十萬次 rollouts 後複利成 sample efficiency。同一個起點,兩邊餵給模型的證據濃度硬是不同。

第二組談穩定。整場訓練合計發出 476,474 次 search calls(Exa 224,462 次、SERP 252,012 次),SERP 有 6.74%(16,991 次)只回來不到 5 筆、0.19% 一筆都不剩;Exa 則只有 12 次(0.005%)不足 5 筆。檢索撲空會直接把 reward 打薄:agent 即使推得正確,手裡也沒有證據可用。這現象也不是 Qwen3-4B 獨有——換到 8 個 open-source 模型都看到同一模式,Kimi-K2.5 在 SERP 上有 23.58% 的呼叫拿不到 5 筆,偏好引號與 site: operator 的模型失敗得更頻繁。

agent 的改變:把問題拆開,而非原地重問

RL 過後,查詢習慣整個變了樣:平均查詢數從 1.18 拉到 2.75(Exa;SERP 則由 1.21 增至 3.23),整條 rollout 只發一次 search call 的比例從 61% 萎縮到 17%(Exa)與 12%(SERP)。模型並沒有學會同一句話問到底:檢視 415k 個 multi-call rollouts,query、URL 與 snippet 的重疊程度全部低於 same-question ceiling,表示 agent 練出來的本事是把一道題目拆成幾個互不相同的查詢。

還有一項對遷移很關鍵的觀察:把 inference backend 對調後,Exa 訓練帶來的優勢依然在——學到的搜尋本領搬得走;反過來,推論階段改用 Exa,對兩種訓練出身的 agent 都有好處。最強配置仍是訓練與推論兩端都用 Exa。

實驗邊界與後續待解

範圍上的限制得攤開來講:只測了單一 4B 模型、訓練僅 100 steps、沒有 content fetching(agent 只看 snippet、不抓全文),reward 得靠 LLM grader 擋 hacking,而且 FRAMES 與 BrowseComp 這兩個最難的 benchmark 並未越過 235B 基準。再加上執筆者本身就是被比較的一方,所有數字都屬廠商自述。作者自己點出的未解問題有:把模型放大、訓練拉長之後差距是否還在;該如何刻畫 agent 學到的搜尋特性;以及搭上 content fetching 與 context pruning 的更強 harness。

給 builder 的三個行動

三條馬上用得上的判斷。其一,把檢索層視為 RL 環境本身的一部分,而非旁邊的外掛:訓練前先固定搜尋層並持續監控,不然索引或排序一動,訓練成果就跟著漂移,你還找不到原因。其二,評估別只看最終正確率,把查詢數、context 消耗量、每次搜尋的答案涵蓋率與撲空比率一併納入——實驗中真正能解釋差距的,就是這幾個變數。其三,token 效率本身就是一項產品指標:正確率相同、trajectory 更短,等於直接兌換成延遲與成本;兩個後端分數打平時,先算成本帳再做決定。

參考來源

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