计算机科学 > 机器学习
[提交于 2019年12月30日
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标题: 具有更低通信复杂度的方差减少局部SGD
标题: Variance Reduced Local SGD with Lower Communication Complexity
摘要: 为了加速机器学习模型的训练,分布式随机梯度下降(SGD)及其变体被广泛采用,这些方法通过并行使用多个工作器来加快训练速度。其中,由于本地SGD具有较低的通信成本而备受关注。然而,当工作器上的数据分布不同时,本地SGD需要进行 $O(T^{\frac{3}{4}} N^{\frac{3}{4}})$ 次通信以保持其 \emph{线性迭代加速} 特性,其中 $T$ 是总迭代次数, $N$ 是工作器的数量。 本文中,我们提出了方差减少的本地SGD(VRL-SGD),进一步降低了通信复杂度。得益于消除了工作器之间梯度方差的依赖性,我们在理论上证明了即使工作器访问的是非相同的数据集,VRL-SGD也能达到一个 \emph{线性迭代加速} 的结果,并且具有更低的通信复杂度 $O(T^{\frac{1}{2}} N^{\frac{3}{2}})$。我们针对三个机器学习任务进行了实验,实验结果表明,当工作器之间的数据非常多样化时,VRL-SGD的表现明显优于本地SGD。
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