We introduce a novel two-level overlapping additive Schwarz preconditioner for accelerating the training of scientific machine learning applications. The design of the proposed preconditioner is motivated by the nonlinear two-level overlapping additive Schwarz preconditioner. The neural network parameters are decomposed into groups (subdomains) with overlapping regions. In addition, the network's feed-forward structure is indirectly imposed through a novel subdomain-wise synchronization strategy and a coarse-level training step. Through a series of numerical experiments, which consider physics-informed neural networks and operator learning approaches, we demonstrate that the proposed two-level preconditioner significantly speeds up the convergence of the standard (LBFGS) optimizer while also yielding more accurate machine learning models. Moreover, the devised preconditioner is designed to take advantage of model-parallel computations, which can further reduce the training time.


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机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
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