Training large neural networks requires distributing learning across multiple workers, where the cost of communicating gradients can be a significant bottleneck. signSGD alleviates this problem by transmitting just the sign of each minibatch stochastic gradient. We prove that it can get the best of both worlds: compressed gradients and SGD-level convergence rate. signSGD can exploit mismatches between L1 and L2 geometry: when noise and curvature are much sparser than the gradients, signSGD is expected to converge at the same rate or faster than full-precision SGD. Measurements of the L1 versus L2 geometry of real networks support our theoretical claims, and we find that the momentum counterpart of signSGD is able to match the accuracy and convergence speed of Adam on deep Imagenet models. We extend our theory to the distributed setting, where the parameter server uses majority vote to aggregate gradient signs from each worker enabling 1-bit compression of worker-server communication in both directions. Using a theorem by Gauss, we prove that the non-convex convergence rate of majority vote matches that of distributed SGD. Thus, there is great promise for sign-based optimisation schemes to achieve both communication efficiency and high accuracy.


翻译:培训大型神经网络需要将学习分布在多个工人中,因为传递梯度的成本可能是一个很大的瓶颈。 符号SGD通过仅仅传送每个迷你批量随机梯度的标记来缓解这一问题。 我们证明它可以得到两个世界的最佳信号: 压缩梯度和SGD水平趋同率。 标志SGD可以利用L1和L2几何方法之间的不匹配: 当噪音和曲度比梯度少得多时, 信号SGD预计将以同样的速度或比完全精度SGD更快的速度汇合。 对真实网络的L1和L2几何测量值的测量支持我们的理论主张, 我们发现信号SGD的势头对应方能够匹配亚当在深层图像网模型上的准确度和趋同速度。 我们把我们的理论推广到分布式环境, 参数服务器使用多数票,使每个工人在两个方向都能用1比的梯度压缩工人- 服务器通信。 使用标度, 我们证明多数选票的非康克斯趋同率达到分布式的SGDVD的精确度。 因此, 将极有可能在分布式的通信计划上达到很高的精确度。

0
下载
关闭预览

相关内容

知识图谱推理,50页ppt,Salesforce首席科学家Richard Socher
专知会员服务
109+阅读 · 2020年6月10日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
111+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
31+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
24+阅读 · 2020年3月11日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
105+阅读 · 2019年12月19日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
RL 真经
CreateAMind
5+阅读 · 2018年12月28日
Ray RLlib: Scalable 降龙十八掌
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月28日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员