論文の概要: FedPop: Federated Population-based Hyperparameter Tuning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.08634v3
• Date: Tue, 23 Jul 2024 09:42:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-24 23:33:02.460296
• Title: FedPop: Federated Population-based Hyperparameter Tuning
• Title（参考訳）: FedPop:Federated Populationベースのハイパーパラメータチューニング
• Authors: Haokun Chen, Denis Krompass, Jindong Gu, Volker Tresp,
• Abstract要約: Federated Learning(FL)は、分散機械学習(ML)パラダイムであり、複数のクライアントがローカルデータを集中することなく、協調的にMLモデルをトレーニングする。 集中型MLのためのHPのチューニングに関する広範な研究にもかかわらず、これらの手法はFLでの使用時に準最適結果が得られる。 これは主に、その"トレーニング後チューニング"フレームワークが、限られたクライアントパワーを持つFLには適さないためです。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.45354486897489
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Federated Learning (FL) is a distributed machine learning (ML) paradigm, in which multiple clients collaboratively train ML models without centralizing their local data. Similar to conventional ML pipelines, the client local optimization and server aggregation procedure in FL are sensitive to the hyperparameter (HP) selection. Despite extensive research on tuning HPs for centralized ML, these methods yield suboptimal results when employed in FL. This is mainly because their "training-after-tuning" framework is unsuitable for FL with limited client computation power. While some approaches have been proposed for HP-Tuning in FL, they are limited to the HPs for client local updates. In this work, we propose a novel HP-tuning algorithm, called Federated Population-based Hyperparameter Tuning (FedPop), to address this vital yet challenging problem. FedPop employs population-based evolutionary algorithms to optimize the HPs, which accommodates various HP types at both the client and server sides. Compared with prior tuning methods, FedPop employs an online "tuning-while-training" framework, offering computational efficiency and enabling the exploration of a broader HP search space. Our empirical validation on the common FL benchmarks and complex real-world FL datasets, including full-sized Non-IID ImageNet-1K, demonstrates the effectiveness of the proposed method, which substantially outperforms the concurrent state-of-the-art HP-tuning methods in FL.
• Abstract（参考訳）: Federated Learning(FL)は、分散機械学習(ML)パラダイムであり、複数のクライアントがローカルデータを集中することなく、協調的にMLモデルをトレーニングする。 従来のMLパイプラインと同様に、FLのクライアントローカル最適化とサーバ集約手順は、ハイパーパラメータ(HP)の選択に敏感である。 集中型MLのためのHPのチューニングに関する広範な研究にもかかわらず、これらの手法はFLでの使用時に準最適結果が得られる。 フレームワークは、クライアントの計算能力に制限があるFLには適さないためである。 FLのHP-Tuningではいくつかのアプローチが提案されているが、クライアントローカルアップデートではHPに限られている。 本稿では,この課題に対処するため,FedPop(Federated Population-based Hyperparameter Tuning)と呼ばれるHPチューニングアルゴリズムを提案する。 FedPopは人口ベースの進化アルゴリズムを使ってHPを最適化し、クライアント側とサーバ側の両方で様々なHPタイプに対応している。 従来のチューニング手法と比較して、FedPopはオンラインの「チューニング時トレーニング」フレームワークを採用しており、計算効率を提供し、より広範なHP検索空間の探索を可能にする。 FLベンチマークと,フルサイズの非IID ImageNet-1Kを含む複雑な実世界のFLデータセットに対する実証的検証により,FLにおけるHPチューニング手法の並列性を大幅に向上させる提案手法の有効性が実証された。

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