論文の概要: LFHE: Local-First Heuristic Evolution for Bounded Local Topology Search in Decentralized Learning with Non-IID Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.08176v1
- Date: Tue, 06 Oct 2026 11:29:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 02:58:29.962681
- Title: LFHE: Local-First Heuristic Evolution for Bounded Local Topology Search in Decentralized Learning with Non-IID Data
- Title(参考訳): LFHE:非IIDデータを用いた分散学習における境界局所トポロジ探索のためのローカルファーストヒューリスティック進化
- Abstract要約: Local-First Heuristic Evolution (LFHE) は、分散学習のための表現駆動型再配線フレームワークである。
LFHEは,画像,音声,テキストのベンチマークにおいて,競争力のある分散学習性能を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.470868467153127
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Decentralized learning is highly sensitive to communication topology under non-IID data. Adaptive peer-selection methods can exploit local model information, but broader peer discovery may require increasingly large control state, whereas direct spectral optimization typically relies on graph-wide information. We study the intermediate setting of bounded local topology search and propose Local-First Heuristic Evolution (LFHE), a representation-driven rewiring framework whose candidate discovery and scoring use only ego-neighborhood and friend-of-a-friend (FoF) information. The structural score admits an exact interpretation through graph Dirichlet energy: its sum across clients equals twice the representation Dirichlet energy, which under standard linear consensus dynamics governs the instantaneous dissipation of representation disagreement. LFHE combines this state-dependent structural signal with early exploration and degree control, while algebraic connectivity remains an offline graph diagnostic. Under bounded sparse degree, its FoF candidate state remains local rather than expanding toward population-wide peer tracking. Across four image, speech, and text benchmarks, LFHE achieves competitive decentralized learning performance. Matched-protocol controls identify the structural term as the principal empirical topology-selection signal, while comparison with broader peer discovery exposes a trade-off between predictive performance and discovery-state locality. Together, these results motivate state-aware bounded local topology search between pairwise peer selection and globally informed topology optimization.
- Abstract(参考訳): 分散学習は、非IIDデータの下での通信トポロジに非常に敏感である。
適応的なピア選択法は局所的なモデル情報を利用することができるが、より広いピア発見では制御状態が大きくなり、直接スペクトル最適化はグラフ全体の情報に依存する。
本研究では,局所的局所的トポロジ探索の中間設定について検討し,ego-ighborhood とFriend-of-a-Friend (FoF) の情報のみを用いた表現駆動型リウィリングフレームワークであるローカルファーストヒューリスティック・エボリューション(LFHE)を提案する。
グラフ上の総和はディリクレエネルギーの2倍の表現で、標準的な線形コンセンサス力学の下では、表現の不一致の即時散逸が支配される。
LFHEはこの状態依存構造信号と早期探索と次数制御を組み合わせる一方、代数接続はオフライングラフ診断のままである。
区分けされた疎外度の下では、FoF候補状態は人口全体のピアトラッキングに拡大するよりも、局所的に留まっている。
4つの画像、音声、テキストのベンチマークでLFHEは、競争力のある分散学習性能を達成する。
マッチングプロトコール制御は、構造項を主要な経験的トポロジ-選択信号として識別する一方、より広いピア発見との比較は、予測性能と発見状態の局所性の間のトレードオフを露呈する。
これらの結果は、ペアワイズピア選択とグローバルインフォメーショントポロジ最適化の間の状態認識型局所トポロジ探索を動機付けている。
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