We propose a novel federated learning method for distributively training neural network models, where the server orchestrates cooperation between a subset of randomly chosen devices in each round. We view Federated Learning problem primarily from a communication perspective and allow more device level computations to save transmission costs. We point out a fundamental dilemma, in that the minima of the local-device level empirical loss are inconsistent with those of the global empirical loss. Different from recent prior works, that either attempt inexact minimization or utilize devices for parallelizing gradient computation, we propose a dynamic regularizer for each device at each round, so that in the limit the global and device solutions are aligned. We demonstrate both through empirical results on real and synthetic data as well as analytical results that our scheme leads to efficient training, in both convex and non-convex settings, while being fully agnostic to device heterogeneity and robust to large number of devices, partial participation and unbalanced data.


翻译:我们提出了一种分流培训神经网络模型的新型联邦学习方法,即服务器在每轮随机选择的一组设备之间安排合作。我们主要从通信角度看待联邦学习问题,并允许更多的设备水平计算以节省传输成本。我们指出一个根本性的两难,即当地设备一级经验损失的微小范围与全球经验损失的微小范围不相符。与最近曾尝试不尽实际地尽量减少或利用设备平行计算梯度的工程不同,我们为每轮每个设备提议一个动态定律器,以便在限制范围内使全球和装置解决方案一致。我们通过真实和合成数据的经验结果以及分析结果,证明我们的计划导致在配置和非配置环境进行高效的培训,同时完全不注意设备的异质性,对大量设备、部分参与和不平衡的数据具有强力性。

2
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
49+阅读 · 2021年1月20日
最新《联邦学习Federated Learning》报告,Federated Learning
专知会员服务
86+阅读 · 2020年12月2日
【Google】平滑对抗训练,Smooth Adversarial Training
专知会员服务
48+阅读 · 2020年7月4日
深度强化学习策略梯度教程,53页ppt
专知会员服务
178+阅读 · 2020年2月1日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Multi-Model Federated Learning
Arxiv
1+阅读 · 2022年1月7日
Arxiv
0+阅读 · 2022年1月6日
Federated Learning for Mobile Keyboard Prediction
Arxiv
5+阅读 · 2018年11月8日
Arxiv
3+阅读 · 2017年12月1日
VIP会员
相关资讯
Federated Learning: 架构
AINLP
4+阅读 · 2020年9月20日
鲁棒机器学习相关文献集
专知
8+阅读 · 2019年8月18日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员