May, 2023

Global-QSGD: 分布式学习的实用无浮点量化算法和理论保证

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TL;DR本文介绍了一种新的全局比例缩放量化算子 Global-QSGD，用于加速分布式训练。Global-QSGD 是第一个在所有约束条件下都可证明加速分布式训练的压缩机制，它通过在压缩误差和通信节省之间取得平衡来实现其加速效果，并且不需要昂贵的误差反馈。同时，文章还对通信效率在硬件配置方面的优化进行了大量的理论和实验评估。
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发现论文，激发创造
  • QSGD: 通过梯度量化和编码实现通信高效的 SGD

    提出了一种名为 Quantized SGD 的压缩梯度下降的算法，使用该算法可以在降低通信代价的同时保证收敛，且在图像分类和自动语音识别等多个实验中表现优异。

    Oct, 2016

  • 分布式优化的无偏单尺度和多尺度量化器

    本文提出了一组全局归约兼容的梯度压缩方案，通过压缩梯度实现降低通信开销的目的，并取得比当前深度学习框架提供的方法更好的表现效果。

    Sep, 2021

  • Qsparse-local-SGD: 带量化、稀疏化和本地计算的分布式 SGD

    本研究旨在提出一种具有依赖误差补偿机制的 Qsparse-local-SGD 算法，该算法采用聚合式稀疏化和量化，以及局部计算方法，并且与其他算法相比在解决大规模学习模型中的通信问题上具备潜在的优越性。

    Jun, 2019

  • 误差补偿量化 SGD 及其在大规模分布式优化中的应用

    本文提出了误差补偿量化随机梯度下降算法以优化数据分布式学习中的性能瓶颈，并对其收敛性行为进行了理论分析，同时通过实验证明了该算法在梯度压缩方面具有较大优势。

    Jun, 2018

  • 关于异构数据分布式优化的通信压缩

    本文研究比较了两种标准的数据压缩方法：分布式量化 SGD 和分布式 SGD 反馈错误的压缩机在非独立同分布数据集的训练效果，结果表明，后者比前者更适合非独立同分布数据，但两种方法都会因为数据分布的不均匀而变慢。文中还提出一种对于强凸问题有效的方法和适用于线性压缩器的更通用的方法。

    Sep, 2020

  • 超球量化：面向联邦学习的通信高效 SGD

    本篇研究使用超球量化算法解决联邦学习中的梯度通信效率问题，该算法提供了一种连续的折衷方案，可以在不影响梯度准确性的情况下减少通信成本。

    Nov, 2019

  • 通过惰性聚合量化梯度进行高效的分布式学习通信

    本文提出了一种新的集成梯度方法来进行分布式机器学习，其通过量化计算的梯度避免信息不足的梯度通信并高效减少通信开销。实验证明，与现有的基于梯度或随机梯度的算法相比，该算法可以显著减少通信量和通信轮数。

    Sep, 2019

  • 分布式 SGD 的截断非均匀量化

    为了解决分布式学习中的通信瓶颈挑战，本研究引入了一种新的两阶段量化策略，旨在增强分布式随机梯度下降（SGD）的通信效率。通过截断来减轻长尾噪声的影响，随后根据梯度的统计特征进行非均匀量化。我们为量化的分布式 SGD 提供了全面的收敛性分析，为其性能提供了理论保证。此外，通过最小化收敛误差，我们推导出了在给定通信约束下的截断阈值和非均匀量化水平的最优闭式解。理论洞察力和广泛的实验评估表明，我们的算法优于现有的量化方案，在通信效率和收敛性能之间达到了更优的平衡。

    Feb, 2024

  • vqSGD: 向量量化随机梯度下降

    本文提出了一种名为 vqSGD 的向量量化方法，具有渐近通信成本降低和在分布式优化中具有收敛性保证的特点，并支持隐私保护。该方法基于点集的凸壳，并提供了多个高效实例，通过应用二进制纠错码的特性，平滑地平衡量化通信和估计误差之间的权衡。通过使用这种向量量化方案，作者成功证明了任何维数在单位球中的 g 的无偏估计需要 O (d/R^2) 位表示，同时估计误差足够小，仅需要在通信方面花费小于 o (d) 的比特数。

    Nov, 2019

  • 压缩梯度差异的分布式学习

    本文提出了一种名为 DIANA 的新型分布式学习方法，通过压缩梯度差异解决了模型更新通信瓶颈的问题，并且在强凸和非凸设置中进行了理论分析，结果表明 DIANA 的收敛速度优于现有方法。

    Jan, 2019