Large pre-trained transformers are show-stealer in modern-day deep learning, and it becomes crucial to comprehend the parsimonious patterns that exist within them as they grow in scale. With exploding parameter counts, Lottery Ticket Hypothesis (LTH) and its variants, have lost their pragmatism in sparsifying them due to high computation and memory bottleneck of the repetitive train-prune-retrain routine of iterative magnitude pruning (IMP) which worsens with increasing model size. In this paper, we comprehensively study induced sparse patterns across multiple large pre-trained vision and language transformers. We propose the existence of -- essential sparsity defined with a sharp dropping point beyond which the performance declines much faster w.r.t the rise of sparsity level, when we directly remove weights with the smallest magnitudes in one-shot. In the sparsity-performance curve We also present an intriguing emerging phenomenon of abrupt sparsification during the pre-training of BERT, i.e., BERT suddenly becomes heavily sparse in pre-training after certain iterations. Moreover, our observations also indicate a counter-intuitive finding that BERT trained with a larger amount of pre-training data tends to have a better ability to condense knowledge in comparatively relatively fewer parameters. Lastly, we investigate the effect of the pre-training loss on essential sparsity and discover that self-supervised learning (SSL) objectives trigger stronger emergent sparsification properties than supervised learning (SL). Our codes are available at \url{https://github.com/VITA-Group/essential\_sparsity}.


翻译:大型预训练变换器是现代深度学习的焦点,随着其规模扩大,理解其中存在的简约模式变得至关重要。由于参数数量激增,彩票假说(LTH)及其变体在稀疏化这些模型时失去了实用性,因为迭代幅度剪枝(IMP)重复的“训练-剪枝-再训练”过程导致计算和内存瓶颈加剧,且随着模型尺寸增加而恶化。在本文中,我们全面研究了多个大型预训练视觉和语言变换器中的诱导稀疏模式。我们提出了一种“本质稀疏性”的存在,定义为在一次性移除最小幅度的权重时,稀疏度水平上升导致性能下降速度急剧加快的临界点。在稀疏-性能曲线中,我们还发现了一个有趣的涌现现象:BERT在预训练过程中会出现突然的稀疏化,即经过一定迭代次数后,BERT突然变得高度稀疏。此外,我们的观察还揭示了一个反直觉的发现:使用更多预训练数据训练的BERT,往往能更好地将知识浓缩在相对较少的参数中。最后,我们研究了预训练损失对本质稀疏性的影响,并发现自监督学习(SSL)目标比监督学习(SL)能触发更强的涌现稀疏化特性。我们的代码可在\url{https://github.com/VITA-Group/essential_sparsity}获取。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2023年7月12日
Arxiv
30+阅读 · 2021年8月18日
Arxiv
19+阅读 · 2021年6月15日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
7+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
11+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
12+阅读 · 8月8日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
ResNet, AlexNet, VGG, Inception:各种卷积网络架构的理解
全球人工智能
20+阅读 · 2017年12月17日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员