Many existing neural architecture search (NAS) solutions rely on downstream training for architecture evaluation, which takes enormous computations. Considering that these computations bring a large carbon footprint, this paper aims to explore a green (namely environmental-friendly) NAS solution that evaluates architectures without training. Intuitively, gradients, induced by the architecture itself, directly decide the convergence and generalization results. It motivates us to propose the gradient kernel hypothesis: Gradients can be used as a coarse-grained proxy of downstream training to evaluate random-initialized networks. To support the hypothesis, we conduct a theoretical analysis and find a practical gradient kernel that has good correlations with training loss and validation performance. According to this hypothesis, we propose a new kernel based architecture search approach KNAS. Experiments show that KNAS achieves competitive results with orders of magnitude faster than "train-then-test" paradigms on image classification tasks. Furthermore, the extremely low search cost enables its wide applications. The searched network also outperforms strong baseline RoBERTA-large on two text classification tasks. Codes are available at \url{https://github.com/Jingjing-NLP/KNAS} .


翻译:许多现有的神经结构搜索(NAS)解决方案依赖于建筑评估的下游培训,这需要大量计算。考虑到这些计算带来了巨大的碳足迹,本文旨在探索一种绿色(即环境友好型)NAS解决方案,该解决方案不经培训评估建筑。直观地说,由建筑本身引发的梯度,直接决定聚合和概括结果。它激励我们提出梯度内核假设:梯度可用作下游培训的粗略的替代物,用于评估随机初始化网络。为了支持这一假设,我们进行了理论分析,并找到了一个实用的梯度内核,与培训损失和验证业绩有着良好的关联。根据这一假设,我们提出了一个新的基于内核的建筑搜索方法KNAS。实验表明KNAS在图像分类任务上取得了比“Train-th-test”范式更快的竞争性结果。此外,搜索成本极低,使得其应用范围很广。搜索网络还超越了在两个文本分类任务上扩大的强基线 RoBERTA/NGNA。代码可在 K/UBS/RUGNS/Qrmusing.

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