論文の概要: Compute Optimal Inference and Provable Amortisation Gap in Sparse Autoencoders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.13117v1
• Date: Wed, 20 Nov 2024 08:21:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-21 16:10:17.852664
• Title: Compute Optimal Inference and Provable Amortisation Gap in Sparse Autoencoders
• Title（参考訳）: スパースオートエンコーダにおける計算最適推論と確率的補正ギャップ
• Authors: Charles O'Neill, David Klindt,
• Abstract要約: スパース符号化のレンズを用いて,SAEにおけるスパース推論と学習について検討した。 計算制限付きエンコーダを用いて,SAEがアモータイズされたスパース推論を行うことを示す。 より洗練されたスパース推論手法が従来のSAEエンコーダより優れている条件を実証的に探求する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: A recent line of work has shown promise in using sparse autoencoders (SAEs) to uncover interpretable features in neural network representations. However, the simple linear-nonlinear encoding mechanism in SAEs limits their ability to perform accurate sparse inference. In this paper, we investigate sparse inference and learning in SAEs through the lens of sparse coding. Specifically, we show that SAEs perform amortised sparse inference with a computationally restricted encoder and, using compressed sensing theory, we prove that this mapping is inherently insufficient for accurate sparse inference, even in solvable cases. Building on this theory, we empirically explore conditions where more sophisticated sparse inference methods outperform traditional SAE encoders. Our key contribution is the decoupling of the encoding and decoding processes, which allows for a comparison of various sparse encoding strategies. We evaluate these strategies on two dimensions: alignment with true underlying sparse features and correct inference of sparse codes, while also accounting for computational costs during training and inference. Our results reveal that substantial performance gains can be achieved with minimal increases in compute cost. We demonstrate that this generalises to SAEs applied to large language models (LLMs), where advanced encoders achieve similar interpretability. This work opens new avenues for understanding neural network representations and offers important implications for improving the tools we use to analyse the activations of large language models.
• Abstract（参考訳）: 最近の研究は、ニューラルネットワーク表現の解釈可能な特徴を明らかにするためにスパースオートエンコーダ(SAE)を使用することを約束している。 しかし、SAEの単純な線形非線形符号化機構は、正確なスパース推論を行う能力を制限する。 本稿では,スパース符号化のレンズを用いたSAEにおけるスパース推論と学習について検討する。 具体的には、SAEが計算的に制限されたエンコーダを用いて補正されたスパース推論を行い、圧縮されたセンシング理論を用いて、このマッピングが解決可能なケースにおいても、本質的には正確なスパース推論に不十分であることを証明した。 この理論に基づいて、より洗練されたスパース推論手法が従来のSAEエンコーダより優れている条件を実証的に探求する。 私たちの重要な貢献はエンコーディングとデコードプロセスの分離であり、様々なスパースエンコーディング戦略の比較を可能にします。 我々はこれらの戦略を,真のスパース特徴との整合性,スパース符号の正しい推論,トレーニングと推論における計算コストの考慮の2次元で評価する。 その結果,計算コストが最小限に抑えられることで,大幅な性能向上が達成できることが判明した。 このことは,大規模言語モデル (LLM) に適用されたSAEに一般化し,高度なエンコーダが同様の解釈可能性を実現することを実証する。 この研究は、ニューラルネットワーク表現を理解するための新しい道を開き、大きな言語モデルのアクティベーションを分析するために私たちが使っているツールを改善するために重要な意味を提供する。

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