Decentralized learning recently has received increasing attention in machine learning due to its advantages in implementation simplicity and system robustness, data privacy. Meanwhile, the adaptive gradient methods show superior performances in many machine learning tasks such as training neural networks. Although some works focus on studying decentralized optimization algorithms with adaptive learning rates, these adaptive decentralized algorithms still suffer from high sample complexity. To fill these gaps, we propose a class of faster adaptive decentralized algorithms (i.e., AdaMDOS and AdaMDOF) for distributed nonconvex stochastic and finite-sum optimization, respectively. Moreover, we provide a solid convergence analysis framework for our methods. In particular, we prove that our AdaMDOS obtains a near-optimal sample complexity of $\tilde{O}(\epsilon^{-3})$ for finding an $\epsilon$-stationary solution of nonconvex stochastic optimization. Meanwhile, our AdaMDOF obtains a near-optimal sample complexity of $O(\sqrt{n}\epsilon^{-2})$ for finding an $\epsilon$-stationary solution of nonconvex finite-sum optimization, where $n$ denotes the sample size. To the best of our knowledge, our AdaMDOF algorithm is the first adaptive decentralized algorithm for nonconvex finite-sum optimization. Some experimental results demonstrate efficiency of our algorithms.


翻译:去中心化学习因其在实现简易性、系统鲁棒性和数据隐私方面的优势,近来在机器学习领域受到越来越多的关注。与此同时,自适应梯度方法在训练神经网络等许多机器学习任务中展现出卓越的性能。尽管已有一些研究工作聚焦于具有自适应学习率的去中心化优化算法,但这些自适应去中心化算法仍受限于较高的样本复杂度。为填补这些空白,我们分别针对分布式非凸随机优化和有限和优化,提出了一类更快的自适应去中心化算法(即AdaMDOS与AdaMDOF)。此外,我们为所提方法提供了一个坚实的收敛性分析框架。具体而言,我们证明了AdaMDOS算法在寻找非凸随机优化的$\epsilon$-平稳解时,获得了近乎最优的$\tilde{O}(\epsilon^{-3})$样本复杂度。同时,我们的AdaMDOF算法在寻找非凸有限和优化的$\epsilon$-平稳解时,获得了近乎最优的$O(\sqrt{n}\epsilon^{-2})$样本复杂度,其中$n$表示样本量。据我们所知,AdaMDOF算法是首个用于非凸有限和优化的自适应去中心化算法。部分实验结果验证了我们算法的效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16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
13+阅读 · 2017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
47+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
2+阅读 · 2015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
0+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年9月25日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Heterogeneous Deep Graph Infomax
Arxiv
12+阅读 · 2019年11月19日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年9月25日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
24+阅读 · 2022年2月4日
Heterogeneous Deep Graph Infomax
Arxiv
12+阅读 · 2019年11月19日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
15+阅读 · 2018年2月4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
13+阅读 · 2017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
47+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
2+阅读 · 2015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
0+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员