論文の概要: SGD in Multiclass Logistic Regression: Sequential Learning and Scaling Laws
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07868v1
- Date: Mon, 07 Sep 2026 18:30:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-10 19:44:08.499412
- Title: SGD in Multiclass Logistic Regression: Sequential Learning and Scaling Laws
- Title(参考訳): マルチクラスロジスティック回帰におけるSGD:シーケンシャルラーニングとスケーリング法則
- Abstract要約: 多数のクラスを持つ高次元ガウス混合モデルにおける多クラスロジスティック回帰のトレーニングダイナミクスについて検討する。
我々は,勾配に基づく最適化の下で,クロスエントロピーリスクを規定する厳密なスケーリング法則を確立する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 55.81298869922287
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the training dynamics of multiclass logistic regression on high-dimensional Gaussian mixture models with a large number of classes and establish precise scaling laws governing the cross-entropy risk under gradient-based optimization. We show that learning proceeds sequentially across classes, from most to least frequent. When the class priors follow a power law distribution, the risk dynamics decompose into three phases: an initial plateau until the first class is learned, a power-law decay regime during which sequential learning occurs, and a final convergence regime. We then analyze how model capacity interacts with optimization under a fixed compute budget. When the effective dimension is restricted via projection onto leading principal components, the risk decomposes into a capacity term (a power law in the retained dimension) and an optimization term (a power law in training time). Optimizing this tradeoff yields a compute-optimal scaling law for logistic regression, with explicit prescriptions for model size and training time as functions of compute. These results extend theoretical scaling laws from linear regression to multiclass classification, while connecting to empirical scaling laws observed in large-scale neural networks.
- Abstract(参考訳): 多数のクラスを持つ高次元ガウス混合モデル上でのマルチクラスロジスティック回帰のトレーニング力学について検討し、勾配に基づく最適化の下でのクロスエントロピーリスクを規定する正確なスケーリング則を確立する。
クラス間で学習が順次進行し、最も頻度の低いものから最も頻度の低いものへと学習が進行することを示す。
クラス先行が法則分布に従えば、リスクダイナミクスは3つのフェーズに分解される: 第一級が学習されるまでの初期台地、逐次学習が行われるべき法則の崩壊状態、そして最終的な収束状態である。
次に、固定された計算予算の下でモデルキャパシティが最適化とどのように相互作用するかを分析する。
有効次元が主要な主成分への射影によって制限されると、リスクは容量項(保持次元における電力法則)と最適化項(訓練時間における電力法則)に分解される。
このトレードオフを最適化すると、ロジスティック回帰の計算最適スケーリング法則が得られ、モデルのサイズやトレーニング時間を計算の関数として明示的に規定する。
これらの結果は、線形回帰から多クラス分類への理論的スケーリング則を拡張し、大規模ニューラルネットワークで観測された経験的スケーリング則に接続する。
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