MMOct, 2019

周期平均的本地随机梯度下降：更紧密的分析和自适应同步

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TL;DR本文研究了一种名为 local distributed SGD 的分布式优化算法，其中数据在计算节点之间进行划分，计算节点进行本地更新，定期交换模型以进行平均化，并对其进行收敛分析，结果表明它可以大大降低通信成本并且适用性比当前理论推测的更为广泛，同时提出了一种自适应同步方案，验证理论和方案的实验结果在 AWS EC2 云和内部 GPU 集群上运行良好。
distributed optimizationlocal sgdcommunication overheadpolyak-lojasiewicz conditionlinear speed up
发现论文，激发创造
  • 大步长同步分布式 SGD 的通信权衡

    本文提出了一种名为 local-SGD 的算法，通过逐步同步而非每一步都进行通信提高了通信效率，同时在大步长情况下提供了自适应下限比较。

    Apr, 2019

  • 局部更新 SGD 中的最佳错误 - 运行时间平衡的自适应通信策略

    本文介绍 AdaComm，一种自适应通信策略，可以更快地训练深度神经网络，使大规模机器学习训练更 robust 且具有更快的收敛速度。

    Oct, 2018

  • 本地 SGD 收敛快且通信量小

    本论文证明了局部随机梯度下降算法在凸问题上能够以与小批量随机梯度下降算法相同的速率收敛，并且与工人数量和小批量大小呈线性加速关系，其中通信轮数可以减少长达 T ^ {1/2} 个因子。

    May, 2018

  • 合作式 SGD: 通信高效 SGD 算法的设计与分析统一框架

    本文提出了一个统一的框架 —— 合作 SGD (Cooperative SGD)，它包含了现有的高效通信 SGD 算法，如周期平均、弹性平均和分散 SGD。通过分析 Cooperative SGD，我们为现有算法提供了新的收敛保证。此外，该框架使我们能够设计新的高效通信 SGD 算法，以在降低通信开销和实现低误差下的快速误差收敛之间取得最佳平衡。

    Aug, 2018

  • 具有动态拓扑和本地更新的去中心化 SGD 的统一理论

    这篇论文介绍了一种统一的收敛性分析方法，涵盖了许多分散式随机梯度下降方法，具有计算成本低、数据本地性和沟通效率等优点，并包括本地随机梯度下降更新和自适应网络拓扑上的同步和成对传递更新，我们推导了光滑（凸和非凸）问题的通用收敛率，并在不同的数据分布和 iid 数据设置下进行了插值。

    Mar, 2020

  • 弹性平均随机梯度下降的深度学习

    在通信约束之下的并行计算环境下研究深度学习的随机优化问题，提出了一种新的基于弹性力的算法，可以使本地变量更加波动以允许更多的探索，同时减少了本地工作者与主节点之间的通信，从而加快了训练速度和提高了效率

    Dec, 2014

  • 基于工作者数量的通信开销仅受限于本地化随机梯度下降

    本文探讨了同时跨越多个工作者并进行随机梯度下降（SGD）来加速 SGD 的方法。通过对 Local SGD 的新分析，本文证明当机器在通信变现之间进行多个本地步骤时，Local SGD 方法可以实现错误按照 $1/（nT）$ 的比例缩放，只需进行固定数量的通信，而无需不断增加通信次数。

    Jun, 2020

  • 局部随机梯度下降上升：收敛分析与通信效率

    本文提出了一种名为 local SGDA 的算法来缓解分布式学习中的通信开销，可在广泛的分布式 minmax 优化问题下实现可证明的收敛性和更少的通信次数。

    Feb, 2021

  • 周期全局平均化加速 Gossip SGD

    本文介绍了一种名为 Gossip-PGA 的算法，该算法将定期全局平均合并到 Gossip SGD 中，通过控制平均周期 H，可以控制网络拓扑结构的影响，而此算法在大规模训练中存在这样的优点，它使得瞬变阶段的收敛速度优于 Local SGD 且远优于原有的 Gossip SGD。

    May, 2021

  • 高效分布式在线预测和随机优化：近似分布式平均方法

    研究分布式方法用于在线预测和随机优化，并提出了基于 gossip 的优化方法以实现最优的后悔界限。

    Mar, 2014