Feb, 2024

神经缩放法则的动力学模型

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TL;DR神经网络的表现在训练时间、数据集大小和模型大小上预测性地提高，这一现象被称为神经缩放定律，而计算最优缩放定律则是将性能作为计算单元函数以选择模型大小来报告的；研究表明，神经网络在训练早期以 $1/ extit {width}$ 的速度收敛到无限宽度动力学，但在后期表现为 $ extit {width}^{-c}$ 的速度，其中 $c$ 取决于架构和任务的结构；此外，理论上显示了由于数据的重复重用，训练和测试损失之间的差距可以随时间逐渐增大。
发现论文，激发创造
  • 神经语言模型的缩放律

    本文研究了语言模型性能对交叉熵损失计算的经验性规律，发现损失与模型大小、数据集大小和训练所用计算量呈幂律关系，而网络宽度或深度变化对性能影响较小，最优的计算效率可通过训练大型模型、使用适量数据并在达到最佳性能前停止训练来实现。

    Jan, 2020

  • 神经缩放定律解释

    该研究提出了一种理论，解释并连接训练数据集大小和网络参数数量与已训练神经网络的测试损失之间的精确定义的幂律关系，并通过说明数据流形和一些核的频谱之间的等效性来解释了分辨率有限的缩放行为。

    Feb, 2021

  • 图上的神经标度法则

    通过研究深度图模型的扩展性，本文从模型和数据两个角度揭示了神经扩展定律，并提出了针对图数据的模型和数据扩展定律，为构建大规模图模型提供了重要见解。

    Feb, 2024

  • 大 N 场论中的神经比例定律：超越无岭极限的可解模型

    基于大 N 场论方法，我们解决了一个由 Maloney，Roberts 和 Sully 提出的模型，该模型为研究神经网络的缩放定律提供了一个简化的环境。我们的解决方案将这个模型的结果推广到了一般非零的岭参数值，这对于规范模型的行为是至关重要的。除了获得新的和更精确的缩放定律，我们还揭示了在图表级别上的对偶变换，该变换解释了模型和训练数据集大小之间的对称性。相同的对偶变换也支持最近设计神经网络来模拟量子场论的努力。

    May, 2024

  • 神经网络梯度下降训练中的普适性尺度律

    本文通过对梯度下降训练的神经网络的优化轨迹进行研究，展示了学习轨迹可以用大训练时间的显式渐近特征描述。

    May, 2021

  • 显微镜下的比例定律：从小尺度实验预测变形器的性能

    本文通过对自然语言处理任务的实证研究，发现神经比例定律不仅仅用于模型性能的预测，还可用于模型加速开发、优化模型选型以及模型的收敛调试等方面。

    Feb, 2022

  • 一种可精确求解的涌现与缩放规律模型

    深度学习模型的发展速度、数据量和模型规模的增加会导致其展示出解决新问题的突然能力，这被称为发生现象。本文提出了一个基于技能的框架，其中每一项新能力都被表示为基函数。我们在这个技能基上解决了一个简单的多线性模型，并得到了与培训时间、数据量、模型规模和最佳计算（C）有关的新能力的出现以及丢失的尺度规律的解析表达式。我们将详细的计算结果与在多任务稀疏奇偶性训练数据上训练的两层神经网络的直接模拟进行了比较，其中数据集的任务分布符合幂律分布。我们的简单模型使用了单一的拟合参数，能够捕捉到神经网络中随着训练时间、数据量或模型规模增加而出现的多个新技能的 S 型发生现象。

    Apr, 2024

  • 学习曲线理论

    本研究论文重点研究了神经网络中数据尺寸 (n) 对于训练或测试误差的普适性缩放规律，并通过研发最简单的模型来分析学习曲线，探究数据分布是否对于这种规律产生影响。

    Feb, 2021

  • 线性回归中的缩放定律：计算、参数和数据

    大规模深度学习模型的实证研究表明，随着模型大小和数据规模的增加，训练模型的测试误差呈多项式改进；然而，神经缩放定律的一般形式预测增加模型大小会单调改善性能，这与传统的认知不同，即测试误差包含逼近、偏差和方差误差，并且方差错误随模型大小增加而增加。本研究在无限维线性回归设置下研究了缩放规律的理论；假设最优参数符合高斯先验，数据协方差矩阵具有幂律谱指数为 a>1，我们证明了测试误差的可还原部分为 Θ(M^{-(a-1)} + N^{-(a-1)/a})；方差错误随 M 的增加而增加，但由于随机梯度下降的隐式正则化作用，被其他误差所主导从而在界限中消失。我们的理论与实证神经缩放定律一致，并经过数值模拟验证。

    Jun, 2024

  • 重新审视语言和视觉中的神经缩放定律

    本篇研究介绍一种更严谨的方法来预测深度学习中的规模效益，提供了一种可靠的方法来估计缩放参数并通过发布基准数据集以帮助该领域的研究。

    Sep, 2022