論文の概要: Feature-Learning Networks Are Consistent Across Widths At Realistic Scales

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.18411v2
• Date: Wed, 6 Dec 2023 01:45:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-07 19:03:33.035091
• Title: Feature-Learning Networks Are Consistent Across Widths At Realistic Scales
• Title（参考訳）: 機能学習ネットワークは、現実的なスケールで幅に一貫性がある
• Authors: Nikhil Vyas, Alexander Atanasov, Blake Bordelon, Depen Morwani, Sabarish Sainathan, Cengiz Pehlevan
• Abstract要約: 様々なアーキテクチャやデータセットにわたる特徴学習ニューラルネットワークのダイナミクスに対する幅の影響について検討する。 トレーニングの初期、オンラインデータでトレーニングされた広範なニューラルネットワークは、損失曲線が同じであるだけでなく、トレーニング全体を通じてポイントワイドなテスト予測に一致している。 しかし、より狭いネットワークのアンサンブルは、単一のワイドネットワークよりも性能が劣っている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 72.27228085606147
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the effect of width on the dynamics of feature-learning neural networks across a variety of architectures and datasets. Early in training, wide neural networks trained on online data have not only identical loss curves but also agree in their point-wise test predictions throughout training. For simple tasks such as CIFAR-5m this holds throughout training for networks of realistic widths. We also show that structural properties of the models, including internal representations, preactivation distributions, edge of stability phenomena, and large learning rate effects are consistent across large widths. This motivates the hypothesis that phenomena seen in realistic models can be captured by infinite-width, feature-learning limits. For harder tasks (such as ImageNet and language modeling), and later training times, finite-width deviations grow systematically. Two distinct effects cause these deviations across widths. First, the network output has initialization-dependent variance scaling inversely with width, which can be removed by ensembling networks. We observe, however, that ensembles of narrower networks perform worse than a single wide network. We call this the bias of narrower width. We conclude with a spectral perspective on the origin of this finite-width bias.
• Abstract（参考訳）: 様々なアーキテクチャやデータセットにわたる特徴学習ニューラルネットワークのダイナミクスに対する幅の影響について検討する。 トレーニングの初期段階では、オンラインデータでトレーニングされた広いニューラルネットワークは、同じ損失曲線を持つだけでなく、トレーニングを通じてポイントワイズテスト予測にも同意している。 CIFAR-5mのような単純なタスクでは、これは現実的な幅のネットワークのトレーニングを通して行われる。 また,内部表現,前活性化分布,安定性現象のエッジ,大きな学習速度効果などモデルの構造的性質が広い幅にわたって一致していることが示されている。 これは、現実のモデルに見られる現象が無限幅、特徴学習の限界によって捉えられるという仮説を動機付ける。 難しいタスク(イメージネットや言語モデリングなど)や後のトレーニング時間では、有限幅偏差は体系的に増加する。 2つの異なる効果は、これらの幅の偏差を引き起こす。 まず、ネットワーク出力は、幅に逆らって初期化依存分散スケーリングを持ち、ネットワークをセンシングすることで除去できる。 しかし、より狭いネットワークのアンサンブルは、単一のワイドネットワークよりも性能が劣っている。 これを幅の狭いバイアスと呼ぶ。 この有限幅バイアスの起源に関するスペクトル的な視点で結論付ける。

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