論文の概要: Improving Generalization and Convergence by Enhancing Implicit Regularization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20763v4
• Date: Thu, 31 Oct 2024 11:28:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-04 14:32:54.165037
• Title: Improving Generalization and Convergence by Enhancing Implicit Regularization
• Title（参考訳）: 命令規則化の強化による一般化と収束の改善
• Authors: Mingze Wang, Jinbo Wang, Haotian He, Zilin Wang, Guanhua Huang, Feiyu Xiong, Zhiyu Li, Weinan E, Lei Wu,
• Abstract要約: Inlicit Regularization Enhancement (IRE)フレームワークは、ディープラーニングにおけるフラットソリューションの発見を加速する。 IREは、平坦な方向と鋭い方向のダイナミクスを分離し、平坦な方向に沿って鋭さを減少させる。 計算オーバーロードを伴わずに,IREをエムジェネリックベースに事実上組み込むことができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.806923167905026
• License:
• Abstract: In this work, we propose an Implicit Regularization Enhancement (IRE) framework to accelerate the discovery of flat solutions in deep learning, thereby improving generalization and convergence. Specifically, IRE decouples the dynamics of flat and sharp directions, which boosts the sharpness reduction along flat directions while maintaining the training stability in sharp directions. We show that IRE can be practically incorporated with {\em generic base optimizers} without introducing significant computational overload. Experiments show that IRE consistently improves the generalization performance for image classification tasks across a variety of benchmark datasets (CIFAR-10/100, ImageNet) and models (ResNets and ViTs). Surprisingly, IRE also achieves a $2\times$ {\em speed-up} compared to AdamW in the pre-training of Llama models (of sizes ranging from 60M to 229M) on datasets including Wikitext-103, Minipile, and Openwebtext. Moreover, we provide theoretical guarantees, showing that IRE can substantially accelerate the convergence towards flat minima in Sharpness-aware Minimization (SAM).
• Abstract（参考訳）: 本研究では、ディープラーニングにおけるフラットソリューションの発見を加速し、一般化と収束を改善するために、インプリシト正規化拡張(IRE)フレームワークを提案する。 特にIREは、平坦な方向と鋭い方向のダイナミクスを分離し、鋭い方向のトレーニング安定性を維持しながら、平坦な方向に沿ったシャープネスの低減を促進させる。 We show that IRE can be practically incorporated with {\em generic base optimizationrs} without introduce significant compute overload。 実験の結果、IREはさまざまなベンチマークデータセット(CIFAR-10/100、ImageNet)とモデル(ResNets、ViTs)で画像分類タスクの一般化性能を一貫して改善していることがわかった。 意外なことに、IREはWikitext-103、Minipile、Openwebtextなどのデータセット上のLlamaモデル(60Mから229Mまで)の事前トレーニングにおいてAdamWと比較して2ドル99セントのスピードアップも達成している。 さらに,IREがシャープネス認識最小化(SAM)における平坦な最小値への収束を著しく加速できることを示す理論的保証を提供する。

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