When using Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithms, we can increase the number of samples either by running longer chains or by running more chains. Practitioners often prefer the first approach because chains need an initial ``warmup'' phase to forget their initial states; the number of operations needed for warmup is constant with respect to chain length but increases linearly with the number of chains. However, highly parallel hardware accelerators such as GPUs may allow us to run many chains in parallel almost as quickly as a single chain. This makes it more attractive to run many chains with a short sampling phase. Unfortunately, existing diagnostics are not designed for the ``many short chains'' regime. This is notably the case for the popular $\hat R$ statistic which claims convergence only if the effective sample size \textit{per chain} is sufficiently large. We present $\mathfrak n\hat R$, a generalization of $\hat R$, which does not conflate short chains and poor mixing, and offers a useful diagnostic provided we run enough chains and meet certain initialization conditions. We define what constitutes a proper warmup in the many-chains regime and recommend a threshold for $\mathfrak n \hat R$. Furthermore we use $\mathfrak n \hat R$ to construct a warmup scheme with an adaptive length, allowing users to avoid running their MCMC algorithms longer than necessary.


翻译:使用 Markov 链子 Monte Carlo (MCMC) 算法时, 我们可以通过运行更长的链子或更多链子来增加样本数量。 执业者往往更喜欢第一种方法, 因为链子需要初始的“ 暖化” 阶段才能忘记最初的状态; 暖化所需的操作数量在链长方面是稳定的, 但随着链子数量的增加而线性地增加。 但是, 高度平行的硬件加速器, 如 GPUs 等, 可能让我们能够平行运行许多链子, 几乎与单一链子一样快。 这使我们更喜欢运行一个短取样阶段的多链子。 不幸的是, 现有的诊断器不是为“ many 短链” 系统设计的。 特别是当有效的样本大小 \ textit{per 链子数量足够大时, 暖化的操作数量 。 我们提出 $ mathfrakn Rhat R$ 的常规化, 它不会连结短链和混杂, 并且提供非常有用的诊断, 为我们运行足够的链子和满足某些初始化条件。 我们定义一个正确的标准。

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