Learning instability is a long-standing problem across machine learning, but it is especially acute in the overparameterized regime that defines modern deep learning: large models fine-tuned or trained on limited data traverse flat loss landscapes with many nearly-equivalent minima, and stochastic factors (initialization, data order, dropout, hardware non-determinism) can route optimization to very different solutions. The rise of large pretrained models (LPMs) makes the problem more urgent: training cost is high, downstream data is often small, and repeated runs for variance reduction are prohibitive. We introduce \textbf{GRAIN} (\textbf{G}roup \textbf{A}ggregation via m\textbf{IN}-norm objective), a lightweight training algorithm that replaces the mean aggregation used in mini-batch optimization (both across mini-batches and within a mini-batch) with a min-norm convex combination of group-wise gradients. \mName guarantees a non-negative inner product between the aggregated update and every group gradient, resolving intra- and inner-batch gradient conflict, and retains an $\mathcal{O}(1/T)$ convergence rate comparable to SGD. Under mild smoothness and absolute-continuity assumptions, the min-norm solution differs almost surely from the arithmetic mean, which yields a uniform-stability bound for \mName strictly tighter than the standard bound for SGD. Empirically across generation, classification, and regression at LPM scale, \mName delivers consistent improvements in mean performance and reductions in run-to-run variance over a broad suite of tasks, with no extra training-time or storage cost beyond a single backward pass.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Group一直是研究计算机支持的合作工作、人机交互、计算机支持的协作学习和社会技术研究的主要场所。该会议将社会科学、计算机科学、工程、设计、价值观以及其他与小组工作相关的多个不同主题的工作结合起来,并进行了广泛的概念化。官网链接:https://group.acm.org/conferences/group20/
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
24+阅读 · 6月24日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年6月26日
【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
论文浅尝 | GMNN: Graph Markov Neural Networks
开放知识图谱
20+阅读 · 2020年2月14日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
李宏毅-201806-中文-Deep Reinforcement Learning精品课程分享
深度学习与NLP
15+阅读 · 2018年6月20日
推荐中的序列化建模:Session-based neural recommendation
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年11月5日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
9+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
44+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
19+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员