論文の概要: Rank-Efficient LoRA via Joint Tangent-Space Optimization under Isotropic Curvature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.12123v1
- Date: Thu, 10 Sep 2026 18:50:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-15 07:38:31.516502
- Title: Rank-Efficient LoRA via Joint Tangent-Space Optimization under Isotropic Curvature
- Title(参考訳): 等方的曲率下での合同タンジェント空間最適化によるランク効率LoRA
- Abstract要約: Low-Rank Adaptation (LoRA) は、低ランクウェイト更新を学習することで、大規模な事前学習モデルに適応するための効果的なアプローチである。
比喩ランクが表現能力を決定する一方で、そのキャパシティの形状が誘導重み空間更新に使用されることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.962803593943624
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Low-Rank Adaptation (LoRA) is an effective approach for adapting large pretrained models by learning low-rank weight updates. In practice, the LoRA rank is used to control an adapter's parameter budget and representational capacity. We show that this view is incomplete: while the nominal rank determines the representational capacity, the optimizer shapes how much of that capacity is used in the induced weight-space updates. In a case study of GPT-2 adaptation with LoRA, we observe a strong rank-dependent optimizer effect. Despite using the same nominal rank, AdamW often produces per-step updates with concentrated singular spectra and low effective rank, whereas Muon uses a richer set of directions and benefits more consistently from increasing LoRA rank. These observations motivate ISO-LoRA, an optimizer that couples the LoRA factor updates through spectral descent on the induced tangent perturbation in weight space. ISO-LoRA promotes updates that distribute energy more evenly across singular directions, improving rank utilization while preserving compatibility with the LoRA parameterization. We complement this design with theoretical guarantees showing that ISO-LoRA can achieve higher effective rank than standard factor-wise optimizers through a one-step analysis under a stylized spiked-gradient model. We validate this design on language-model adaptation across 0.1B-7B-parameter models, where ISO-LoRA improves effective rank and downstream performance, with the strongest gains at moderate-to-large LoRA ranks. Our results highlight rank utilization as a key factor in LoRA optimization and suggest that optimizer design offers an important path toward stronger parameter-efficient adaptation.
- Abstract(参考訳): Low-Rank Adaptation (LoRA) は、低ランクウェイト更新を学習することで、大規模な事前学習モデルに適応するための効果的なアプローチである。
実際には、LoRAランクはアダプタのパラメータ予算と表現能力を制御するために使用される。
名目ランクが表現能力を決定する一方で、オプティマイザは、そのキャパシティのどれ程が誘導された重み空間更新に使われているかを形作る。
LoRAによるGPT-2適応のケーススタディでは,強いランク依存オプティマイザ効果が観察される。
同じ名目ランクを使用しているにもかかわらず、AdamWは集中した特異スペクトルと低い有効ランクを持つステップごとの更新をしばしば生成する一方、Muonはよりリッチな方向セットを使用し、LoRAランクの増加からより一貫した利益を得る。
これらの観測は、重量空間の誘導されたタンジェント摂動のスペクトル降下によってLoRA因子を更新する最適化器であるISO-LoRAを動機付けている。
ISO-LoRAは、特定の方向にエネルギーを均等に分配する更新を促進し、LoRAパラメータ化との互換性を維持しながらランク利用を改善する。
この設計を,スタイリングされたスパイク勾配モデルに基づく一段階解析により,ISO-LoRAが標準因子最適化器よりも高い有効ランクを達成可能であることを示す理論的保証で補完する。
0.1B-7Bパラメータモデルにおける言語モデル適応の検証を行い、ISO-LoRAは効率の高いランクとダウンストリーム性能を向上する。
この結果から,LoRA最適化の重要な要素としてランク利用が強調され,パラメータ効率向上への重要な道筋がオプティマイザ設計にあることが示唆された。
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