Neural scaling, in which loss falls as a power law with training, is central to large language models, and one recent proposal is that a $1/3$ exponent emerges from learning peaked distributions. That account describes SGD, but models in practice are trained with adaptive optimizers. Here we separate two exponents the $1/3$ account does not distinguish: how fast the loss falls with training steps along a single run, and how fast the optimally tuned loss falls with dataset size $D$. We show that the first, a dynamic exponent, is optimizer-specific while the second, an optimal data exponent, converges to $1/3$ across optimizers. In an online teacher-student model we decompose the loss into norm growth (radial) and alignment toward the teacher direction (tangential), each decaying as a power law with dynamic exponents $α_{r}$ and $α_{t}$. Under SGD, both are close to $1/3$, so the data exponent is also $1/3$ across different learning rates. Under Adam the two separate: $α_{r} \simeq 0.48$ but $α_{t} \simeq 0.08$. Since the total loss is minimized when these two parts are balanced, the optimal learning rate is optimizer-dependent: $D$-independent for SGD but falls with $D$ for Adam. Yet tuned to that optimum, the loss returns to $D^{-1/3}$ for both. A stochastic-dynamics analysis explains why: the optimizers can trade decay speed between the two channels, but they all fall on a single dynamic exponent relation, $2α_{r}+ α_{t} = 1$, which fixes the optimal data exponent at $1/3$. Across seven optimizers, including Muon, the measured exponents are consistent with this relation, and the optimal-loss envelopes agree with $D^{-1/3}$ across them. The optimizer sets how fast a model learns per step; tuned optimally, it changes the prefactor but not the rate at which loss falls per sample.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
论文荐读:理解图表示学习中的负采样
学术头条
29+阅读 · 2020年5月29日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18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
手把手教 | 深度学习库PyTorch(附代码)
数据派THU
27+阅读 · 2018年3月15日
【深度强化学习】深度强化学习揭秘
产业智能官
21+阅读 · 2017年11月13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
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
24+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
0+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
4+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
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
相关基金
国家自然科学基金
23+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
24+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
0+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员