Sparse Mixture-of-Experts (SMoE) architectures are now widely deployed in state-of-the-art language and vision models, where conditional routing allows scaling to very large networks. However, this very Top-$k$ expert selection that enables conditional routing also renders the SMoE map inherently discontinuous. In the vicinity of these discontinuity surfaces, even inputs that are arbitrarily close may activate substantially different sets of experts resulting in significantly different outputs. In this work we give a rigorous geometric and stochastic analysis of these discontinuities. We first classify them by order, determined by the number of tied experts at a switching event. Using measure-theoretic slicing arguments, we establish asymptotic volume estimates for the thickened discontinuity surfaces, showing that lower-order discontinuity sets dominate, whereas higher-order ones occupy a vanishingly small relative volume. Next, modeling random perturbations in the input space via a diffusion process, we prove that the path eventually encounter a discontinuity, and moreover that the first hit almost surely occurs on an order-1 discontinuity with explicit finite-time probability bounds. We further derive occupation-time bounds that quantify the duration the random path spend in the neighborhoods of each discontinuity order. These theoretical results imply that inputs are more likely to lie near lower order discontinuities. Motivated by this insight, we propose a simple smoothing mechanism that can be directly applied to existing SMoEs, softly incorporating experts near discontinuities; our analysis guarantees that the added computational overhead remains small while providing localized smoothing near discontinuities, and experiments across language and vision tasks show that smoothing not only enforces continuity of the SMoE map but also enhances empirical performance.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】弥合多模态基础模型与世界模型之间的鸿沟
专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月15日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知会员服务
195+阅读 · 2020年12月3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
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
总结-空洞卷积(Dilated/Atrous Convolution)
极市平台
41+阅读 · 2019年2月25日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
自然语言处理 | 使用Spacy 进行自然语言处理(二)
机器学习和数学
10+阅读 · 2018年8月27日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6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
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
【博士论文】弥合多模态基础模型与世界模型之间的鸿沟
专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月15日
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知会员服务
195+阅读 · 2020年12月3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
相关资讯
多模态视觉语言表征学习研究综述
专知
27+阅读 · 2020年12月3日
总结-空洞卷积(Dilated/Atrous Convolution)
极市平台
41+阅读 · 2019年2月25日
论文浅尝 | Interaction Embeddings for Prediction and Explanation
开放知识图谱
11+阅读 · 2019年2月1日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
自然语言处理 | 使用Spacy 进行自然语言处理(二)
机器学习和数学
10+阅读 · 2018年8月27日
笔记 | Sentiment Analysis
黑龙江大学自然语言处理实验室
10+阅读 · 2018年5月6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
Generative Adversarial Text to Image Synthesis论文解读
统计学习与视觉计算组
13+阅读 · 2017年6月9日
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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员