論文の概要: Why Go Full? Elevating Federated Learning Through Partial Network Updates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11559v2
• Date: Wed, 16 Oct 2024 06:35:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-17 09:43:14.100070
• Title: Why Go Full? Elevating Federated Learning Through Partial Network Updates
• Title（参考訳）: なぜ完全になるのか? 部分的なネットワーク更新を通じてフェデレーション学習を高める
• Authors: Haolin Wang, Xuefeng Liu, Jianwei Niu, Wenkai Guo, Shaojie Tang,
• Abstract要約: フェデレートラーニング(Federated Learning)は、ユーザのデータプライバシを保護するために設計された分散機械学習パラダイムである。 我々はFedPartメソッドを導入し、各通信ラウンドにおいて、モデル更新を単一のレイヤまたはいくつかのレイヤに制限する。 その結果,FedPart法はコンバージェンス速度と精度の点で従来のフルネットワーク更新手法をはるかに上回っていることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.22707992683864
• License:
• Abstract: Federated learning is a distributed machine learning paradigm designed to protect user data privacy, which has been successfully implemented across various scenarios. In traditional federated learning, the entire parameter set of local models is updated and averaged in each training round. Although this full network update method maximizes knowledge acquisition and sharing for each model layer, it prevents the layers of the global model from cooperating effectively to complete the tasks of each client, a challenge we refer to as layer mismatch. This mismatch problem recurs after every parameter averaging, consequently slowing down model convergence and degrading overall performance. To address the layer mismatch issue, we introduce the FedPart method, which restricts model updates to either a single layer or a few layers during each communication round. Furthermore, to maintain the efficiency of knowledge acquisition and sharing, we develop several strategies to select trainable layers in each round, including sequential updating and multi-round cycle training. Through both theoretical analysis and experiments, our findings demonstrate that the FedPart method significantly surpasses conventional full network update strategies in terms of convergence speed and accuracy, while also reducing communication and computational overheads.
• Abstract（参考訳）: Federated Learningは、ユーザデータのプライバシを保護するために設計された分散機械学習パラダイムで、さまざまなシナリオでうまく実装されている。 従来のフェデレーション学習では、各トレーニングラウンドでローカルモデルのパラメータセット全体が更新され、平均化されます。 この完全なネットワーク更新手法は,各モデルレイヤの知識獲得と共有を最大化するが,グローバルモデルのレイヤが効率的に協調して各クライアントのタスクを完了するのを防ぐ。 このミスマッチ問題は、各パラメータの平均化後に再帰し、結果としてモデルの収束を遅くし、全体的なパフォーマンスを低下させる。 層間ミスマッチ問題に対処するため,各通信ラウンド中にモデル更新を1層または数層に制限するFedPart法を導入する。 さらに,知識獲得と共有の効率を維持するために,逐次更新や複数ラウンドのサイクルトレーニングを含む,各ラウンドでトレーニング可能なレイヤを選択するためのいくつかの戦略を開発する。 理論的解析と実験により,FedPart法はコンバージェンス速度と精度の点で従来の全ネットワーク更新戦略をはるかに上回り,通信や計算オーバーヘッドの低減を図っている。

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