Differentially private SGD (DPSGD) has recently shown promise in deep learning. However, compared to non-private SGD, the DPSGD algorithm places computational overheads that can undo the benefit of batching in GPUs. Micro-batching is a common method to alleviate this and is fully supported in the TensorFlow Privacy library (TFDP). However, it degrades accuracy. We propose NanoBatch Privacy, a lightweight add-on to TFDP to be used on Graphcore IPUs by leveraging batch size of 1 (without microbatching) and gradient accumulation. This allows us to achieve large total batch sizes with minimal impacts to throughput. Second, we illustrate using Cifar-10 how larger batch sizes are not necessarily optimal from a privacy versus utility perspective. On ImageNet, we achieve more than 15x speedup over TFDP versus 8x A100s and significant speedups even across libraries such as Opacus. We also provide two extensions: 1) DPSGD for pipelined models and 2) per-layer clipping that is 15x faster than the Opacus implementation on 8x A100s. Finally as an application case study, we apply NanoBatch training for use on private Covid-19 chest CT prediction.


翻译:与非私人的 SGD 相比,DPSGD 算法将计算间接费用放置在可消除在GPU中批量好处的大型批量中。微吸附是一种常见的缓解方法,在TensorFlow隐私库中得到了充分支持。然而,它降低了准确性。我们提议在TensorFlow隐私库中采用NanoBatch Privacy(DPD),这是对TFDP的轻量级附加,通过调试模型和梯度积累,用于Greacore 议会联盟。这使我们能够达到总批量规模,对吞吐量影响最小。第二,我们用Cifar-10来说明从隐私角度和实用角度看,更大批量的尺寸不一定是最佳的。在图像Net上,我们比TFDP多15x速度超过8xA100s,甚至在Opacus等图书馆中也采用显著的加速速度。我们还提供两个扩展:(1) DPSGD用于编程模型,2) 每批量剪贴比Nanx速度快于8x A100s 私人预测应用的NanB 案例研究。最后应用了NanB 。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!700+ppt《因果推理》课程!杜克大学Fan Li教程
专知会员服务
69+阅读 · 2022年7月11日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月21日
A Comprehensive Survey on Transfer Learning
Arxiv
121+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
3+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员