Federated learning (FL) is an effective mechanism for data privacy in recommender systems by running machine learning model training on-device. While prior FL optimizations tackled the data and system heterogeneity challenges faced by FL, they assume the two are independent of each other. This fundamental assumption is not reflective of real-world, large-scale recommender systems -- data and system heterogeneity are tightly intertwined. This paper takes a data-driven approach to show the inter-dependence of data and system heterogeneity in real-world data and quantifies its impact on the overall model quality and fairness. We design a framework, RF^2, to model the inter-dependence and evaluate its impact on state-of-the-art model optimization techniques for federated recommendation tasks. We demonstrate that the impact on fairness can be severe under realistic heterogeneity scenarios, by up to 15.8--41x compared to a simple setup assumed in most (if not all) prior work. It means when realistic system-induced data heterogeneity is not properly modeled, the fairness impact of an optimization can be downplayed by up to 41x. The result shows that modeling realistic system-induced data heterogeneity is essential to achieving fair federated recommendation learning. We plan to open-source RF^2 to enable future design and evaluation of FL innovations.


翻译:联邦学习(FL)是建议系统中数据隐私的有效机制,通过运行机器学习模式培训,在设计设备上进行机器学习模式培训,使建议系统中的数据隐私性成为有效机制。虽然以前FL优化解决了FL面临的数据和系统差异性挑战,但他们认为两者是相互独立的。这一基本假设并不反映现实世界,大规模建议系统 -- -- 数据和系统差异性紧密交织。本文采用数据驱动方法,以显示数据相互依存和系统系统差异性真实世界数据,并量化其对总体模型质量和公平的影响。我们设计了一个框架,即RF2/2,以模拟相互依存关系,并评价其对于FL的混合建议任务对最先进的模型优化技术的影响。我们证明,与大多数(如果不是全部的话)先前工作中假设的简单设置相比,对公平性的影响可能是严重的。这意味着,当现实系统驱动数据差异性对总体模型没有进行适当建模时,那么将公平性优化的公平性影响表现到现实的FRF-RF-R-II系统的基本设计结果。我们通过引入了公平性设计F-RF-F-F-F-F-F-F-F-F-S-S-I-F-I-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-I-I-F-F-F-F-F-F-F-F-F-I-I-I-I-I-I-I-F-F-F-F-F-F-F-F-F-I-I-I-I-I-I-I-F-F-F-F-F-F-F-F-F-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-F-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-F-I-I-I-I

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
75+阅读 · 2020年7月26日
【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
0+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011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 · 2011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 · 2011年12月31日
Contrastive Learning with Complex Heterogeneity
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月21日
Interest-aware Message-Passing GCN for Recommendation
Arxiv
11+阅读 · 2021年2月19日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3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
0+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011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 · 2011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 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员