We propose a distributed cubic regularization of the Newton method for solving (constrained) empirical risk minimization problems over a network of agents, modeled as undirected graph. The algorithm employs an inexact, preconditioned Newton step at each agent's side: the gradient of the centralized loss is iteratively estimated via a gradient-tracking consensus mechanism and the Hessian is subsampled over the local data sets. No Hessian matrices are thus exchanged over the network. We derive global complexity bounds for convex and strongly convex losses. Our analysis reveals an interesting interplay between sample and iteration/communication complexity: statistically accurate solutions are achievable in roughly the same number of iterations of the centralized cubic Newton method, with a communication cost per iteration of the order of $\widetilde{\mathcal{O}}\big(1/\sqrt{1-\rho}\big)$, where $\rho$ characterizes the connectivity of the network. This demonstrates a significant communication saving with respect to that of existing, statistically oblivious, distributed Newton-based methods over networks.


翻译:我们建议对牛顿解决(受限制的)实证风险最小化问题的方法进行分布式的立方正规化,在代理商的网络上,以未定向的图表为模型。算法在每个代理商的侧面使用不精确的、有先决条件的牛顿步骤:集中损失的梯度通过梯度跟踪共识机制进行迭代估计,赫森对本地数据集进行子取样。因此,网络上没有交换赫森基质。我们从全球复杂度中得出锥形和强烈锥形损失。我们的分析揭示了抽样和迭代/通信复杂性之间的令人感兴趣的相互作用:在集中的牛顿立方法的迭代数量上,统计准确的解决方案大致可以实现,按美元全方位的顺序来计算通信成本。O ⁇ big(1/\qrt{1-\rho ⁇ big),其中美元是网络连接的特征。这显示了现有、统计上遗忘的、基于纽顿的基于网络的方法在网络上的巨大通信节约。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
【图神经网络导论】Intro to Graph Neural Networks,176页ppt
专知会员服务
125+阅读 · 2021年6月4日
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
一份简单《图神经网络》教程,28页ppt
专知会员服务
122+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
154+阅读 · 2020年5月26日
【优博微展2019】李志泽:简单快速的机器学习优化方法
清华大学研究生教育
14+阅读 · 2019年10月8日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
数据分析师应该知道的16种回归技术:弹性网络回归
数萃大数据
88+阅读 · 2018年8月16日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【CNN】一文读懂卷积神经网络CNN
产业智能官
18+阅读 · 2018年1月2日
已删除
将门创投
6+阅读 · 2017年11月27日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
0+阅读 · 2021年8月17日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
VIP会员
相关资讯
【优博微展2019】李志泽:简单快速的机器学习优化方法
清华大学研究生教育
14+阅读 · 2019年10月8日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
数据分析师应该知道的16种回归技术:弹性网络回归
数萃大数据
88+阅读 · 2018年8月16日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
神经网络学习率设置
机器学习研究会
4+阅读 · 2018年3月3日
【CNN】一文读懂卷积神经网络CNN
产业智能官
18+阅读 · 2018年1月2日
已删除
将门创投
6+阅读 · 2017年11月27日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员