We propose GradPower, a lightweight gradient-transformation technique for accelerating language model pre-training. Given a gradient vector $g=(g_i)_i$, GradPower first applies the elementwise sign-power transformation: $\varphi_p(g)=({\rm sign}(g_i)|g_i|^p)_{i}$ for a fixed $p>0$, and then feeds the transformed gradient into a base optimizer. Notably, GradPower requires only a single-line code change and no modifications to the base optimizer's internal logic, including the hyperparameters. When applied to Adam (termed AdamPower), GradPower consistently achieves lower terminal loss across diverse architectures (LLaMA, Qwen2MoE), parameter scales (66M to 2B), datasets (C4, OpenWebText), and learning-rate schedules (cosine, warmup-stable-decay). The most pronounced gains are observed when training modern mixture-of-experts models with warmup-stable-decay schedules. GradPower also integrates seamlessly with other state-of-the-art optimizers, such as Muon, yielding further improvements. Finally, we provide theoretical analyses that reveal the underlying mechanism of GradPower and highlight the influence of gradient noise.


翻译:摘要:我们提出GradPower——一种用于加速语言模型预训练的轻量级梯度变换技术。给定梯度向量$g=(g_i)_i$,GradPower首先应用逐元素符号-幂变换:$\varphi_p(g)=({\rm sign}(g_i)|g_i|^p)_{i}$(其中$p>0$为固定参数),随后将变换后的梯度输入基础优化器。值得注意的是,GradPower仅需单行代码改动,且无需修改基础优化器的内部逻辑(包括超参数)。当将其应用于Adam(称为AdamPower)时,GradPower在不同架构(LLaMA、Qwen2MoE)、参数量级(66M至2B)、数据集(C4、OpenWebText)及学习率调度策略(余弦衰减、预热身-稳态-衰减)下均能稳定实现更低的终端损失。基于预热身-稳态-衰减调度训练现代混合专家模型时,其增益最为显著。此外,GradPower可无缝集成至Muon等其他先进优化器中,进一步带来性能提升。最后,我们通过理论分析揭示了GradPower的内在机理,并阐明了梯度噪声的影响。

0
下载
关闭预览

相关内容

梯度的本意是一个向量(矢量),表示某一函数在该点处的方向导数沿着该方向取得最大值,即函数在该点处沿着该方向(此梯度的方向)变化最快,变化率最大(为该梯度的模)。
绝对干货!NLP预训练模型:从transformer到albert
新智元
15+阅读 · 2019年11月10日
深度学习的下一步:Transformer和注意力机制
云头条
56+阅读 · 2019年9月14日
自然语言处理中的语言模型预训练方法
PaperWeekly
14+阅读 · 2018年10月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
7+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
8+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
10+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
6+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员