In this paper, we consider distributed optimization problems where $n$ agents, each possessing a local cost function, collaboratively minimize the average of the local cost functions over a connected network. To solve the problem, we propose a distributed random reshuffling (D-RR) algorithm that invokes the random reshuffling (RR) update in each agent. We show that D-RR inherits favorable characteristics of RR for both smooth strongly convex and smooth nonconvex objective functions. In particular, for smooth strongly convex objective functions, D-RR achieves $\mathcal{O}(1/T^2)$ rate of convergence (where $T$ counts epoch number) in terms of the squared distance between the iterate and the global minimizer. When the objective function is assumed to be smooth nonconvex and has Lipschitz continuous component functions, we show that D-RR drives the squared norm of gradient to $0$ at a rate of $\mathcal{O}(1/T^{2/3})$. These convergence results match those of centralized RR (up to constant factors) and outperform the distributed stochastic gradient descent (DSGD) algorithm if we run a relatively large number of epochs. Finally, we conduct a set of numerical experiments to illustrate the efficiency of the proposed D-RR method on both strongly convex and nonconvex distributed optimization problems.


翻译:在本文中,我们考虑分配优化问题,即美元代理商,每个代理商均拥有当地成本功能,协作将连接网络中当地成本功能的平均值最小化。为了解决问题,我们建议采用分散随机调整(D-RR)算法,在每个代理商中援引随机调整(RR)更新。我们表明,D-RR将RR的有利特性用于顺畅的强电流和顺通的非对流目标功能。特别是,对于平稳的对流目标功能,D-RR将达到$\mathcal{O}(1/T2/2)美元汇合率($T=2)美元(美元计数),以迭代与全球最小化的平方距离计算(D-R) 。当目标功能被假定为平滑的不相交配,而Lipschitz连续的功能则由Lipschitz将梯段的正方位标准提高到0.0美元,以拟议的 $mathcal{O}(1/TQ2/3}。这些趋同结果与中央不集中的RRRR(最高为美元计数数数数计算),如果我们最终的递化方法被稳定地分解为稳定的,那么,则会变压的递制成一个硬的递增的递制的递制的递制的递制的递制的递制的递制成。

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
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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12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 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月20日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
43+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
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
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月20日
Arxiv
13+阅读 · 2021年5月25日
Arxiv
18+阅读 · 2020年7月13日
Arxiv
43+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1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 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员