Apr, 2024
神经网络模定域排列的线性连通性
Simultaneous linear connectivity of neural networks modulo permutation
Ekansh Sharma, Devin Kwok, Tom Denton, Daniel M. Roy, David Rolnick...
TL;DR神经网络通常表现出置换对称性，这会导致网络损失地形的非凸性，因为线性插值两个置换的网络版本通常会遇到较高的损失障碍。最近的研究认为，置换对称性是非凸性的唯一来源，这意味着如果适当进行置换，训练网络之间基本上没有这样的障碍。在这项工作中，我们将这些论点进一步细化为三个不同的、逐渐加强的主张。我们证明现有的证据仅支持 “弱线性连接性”，即对于属于一组 SGD 解的每对网络，存在（多个）置换将其与其他网络进行线性连接。相反，“强线性连接性” 这一主张，即对于每个网络，至少存在一个置换能够与其他网络同时连接，在直观上和实际上都更加理想。这种更强的主张将意味着在考虑置换后，损失地形是凸的，并且能够在三个或多个独立训练的模型之间进行线性插值而不增加损失。在这项工作中，我们引入了一个中间主张，即对于某些网络序列，存在一个置换可以同时对齐这些序列中的匹配网络对。具体来说，我们发现一个单一的置换可以对齐逐步训练的网络序列和逐步稀疏化的网络序列，这意味着两个网络在其优化和稀疏化轨迹的每个步骤中都展示了低损失障碍。最后，我们提供了首次证据，即在某些条件下强线性连接可能是可能的，通过展示障碍在三个网络之间插值时随着网络宽度的增加而减少。