論文の概要: Unifying Structure and Activation: A Comprehensive Approach of Parameter and Memory Efficient Transfer Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.08154v1
• Date: Tue, 11 Mar 2025 08:10:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-12 22:35:51.632356
• Title: Unifying Structure and Activation: A Comprehensive Approach of Parameter and Memory Efficient Transfer Learning
• Title（参考訳）: 構造と活性化の統一:パラメータと記憶効率向上学習の包括的アプローチ
• Authors: Tian Jin, Enjun Du, Changwei Wang, Wenhao Xu, Ding Luo,
• Abstract要約: 本研究では,微調整時の活性化のメモリフットプリントを低減するため,新しいPETLフレームワークであるStructure to Activation (S2A)を提案する。 提案手法は既存のPETL技術よりも優れており,GPUメモリのフットプリントの4倍の削減を実現している。 また,本手法は,ハードウェア制約デバイス上での実践的な移動学習に非常に適していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.602744958104969
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Parameter-efficient transfer learning (PETL) aims to reduce the scales of pre-trained models for multiple downstream tasks. However, as the models keep scaling up, the memory footprint of existing PETL methods is not significantly reduced compared to the reduction of learnable parameters. This limitation hinders the practical deployment of PETL methods on memory-constrained devices. To this end, we proposed a new PETL framework, called Structure to Activation (S2A), to reduce the memory footprint of activation during fine-tuning. Specifically, our framework consists of: 1)Activation modules design(i.e. bias, prompt and side modules) in the parametric model structure, which results in a significant reduction of adjustable parameters and activation memory 2) 4-bit quantisation of activations based on their derivatives for non-parametric structures (e.g., nonlinear functions), which maintains accuracy while significantly reducing memory usage. Our S2A method consequently offers a lightweight solution in terms of both parameter and memory footprint. We evaluate S2A with different backbones and conduct extensive experiments on various datasets to evaluate the effectiveness. The results show that our method not only outperforms existing PETL techniques, achieving a fourfold reduction in GPU memory footprint on average, but also shows competitive performance in accuracy with lower tunable parameters. These also demonstrate that our method is highly suitable for practical transfer learning on hardware-constrained devices.
• Abstract（参考訳）: パラメータ効率変換学習(PETL)は,複数の下流タスクを対象とした事前学習モデルのスケール削減を目的としている。 しかし,モデルがスケールアップを続けるにつれて,既存のPETL手法のメモリフットプリントは,学習可能なパラメータの削減に比べて大幅に減少しない。 この制限は、PETLメソッドのメモリ制限デバイスへの実践的な展開を妨げる。 そこで我々は,S2A(Structure to Activation)と呼ばれる新しいPETLフレームワークを提案する。 具体的には, 1) パラメータモデル構造におけるアクティベーションモジュールの設計(バイアス, プロンプト, サイドモジュール)から成り, パラメータやアクティベーションメモリの大幅な削減, 2) 非パラメトリック構造(例えば非線形関数)の微分に基づくアクティベーションの4ビット量子化により, メモリ使用量を大幅に削減する。 私たちのS2Aメソッドは、パラメータとメモリフットプリントの両方の観点から軽量なソリューションを提供します。 我々は,異なるバックボーンを用いてS2Aを評価し,その有効性を評価するために,様々なデータセットについて広範な実験を行った。 その結果,提案手法は既存のPETL技術を上回る性能を示し,GPUメモリのフットプリントを平均4倍に削減するだけでなく,調整可能なパラメータの低い精度で競合性能を示すことがわかった。 また,本手法は,ハードウェア制約デバイス上での実践的な移動学習に非常に適していることを示す。

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