Pre-trained BERT models have achieved impressive performance in many natural language processing (NLP) tasks. However, in many real-world situations, textual data are usually decentralized over many clients and unable to be uploaded to a central server due to privacy protection and regulations. Federated learning (FL) enables multiple clients collaboratively to train a global model while keeping the local data privacy. A few researches have investigated BERT in federated learning setting, but the problem of performance loss caused by heterogeneous (e.g., non-IID) data over clients remain under-explored. To address this issue, we propose a framework, FedSplitBERT, which handles heterogeneous data and decreases the communication cost by splitting the BERT encoder layers into local part and global part. The local part parameters are trained by the local client only while the global part parameters are trained by aggregating gradients of multiple clients. Due to the sheer size of BERT, we explore a quantization method to further reduce the communication cost with minimal performance loss. Our framework is ready-to-use and compatible to many existing federated learning algorithms, including FedAvg, FedProx and FedAdam. Our experiments verify the effectiveness of the proposed framework, which outperforms baseline methods by a significant margin, while FedSplitBERT with quantization can reduce the communication cost by $11.9\times$.


翻译:受过培训的BERT模型在许多自然语言处理(NLP)任务中取得了令人印象深刻的成绩。然而,在许多现实世界中,文本数据通常分散给许多客户,由于隐私保护和监管,无法上传到中央服务器。联邦学习(FL)使多个客户能够合作培训全球模型,同时保持当地数据隐私。一些研究在联邦学习环境中对BERT进行了调查,但是由于对客户的不同数据(例如非IID)造成的业绩损失问题仍未得到充分探讨。为解决这一问题,我们提议了一个框架,即FedSplitBERT,处理不同数据,并通过将BERT编码层分为地方部分和全球部分来降低通信成本。本地部分参数仅由当地客户培训,而全球部分参数则通过综合多个客户的梯度来培训。由于BERT的庞大规模,我们探索了一种量化方法,以进一步降低通信成本,同时尽量减少绩效损失。我们的框架已经准备使用,并且与许多现有的FedScritelex学习成本比值一致,同时由FedAvBFedS格式进行一项重大的FedS格式的测试,而通过FedAxxFedFDFed和FedSquist

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
70+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
70+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18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
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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员