On-device LLMs have gained increasing attention for their ability to enhance privacy and provide a personalized user experience. To facilitate private learning with scarce data, Federated Learning has become a standard approach. However, it faces challenges such as computational resource heterogeneity and data heterogeneity among end users. We propose CoMiGS ($\textbf{Co}$llaborative learning with a $\textbf{Mi}$xture of $\textbf{G}$eneralists and $\textbf{S}$pecialists), the first approach to address both challenges. A key innovation of our method is the bi-level optimization formulation of the Mixture-of-Experts learning objective, where the router is optimized using a separate validation set to ensure alignment with the target distribution. We solve our objective with alternating minimization, for which we provide a theoretical analysis. Our method shares generalist experts across users while localizing a varying number of specialist experts, thereby adapting to users' computational resources and preserving privacy. Through extensive experiments, we show CoMiGS effectively balances general and personalized knowledge for each token generation. We demonstrate that CoMiGS remains robust against overfitting-due to the generalists' regularizing effect-while adapting to local data through specialist expertise. We open source our codebase for collaborative LLMs.


翻译:端侧大语言模型因其增强隐私保护与提供个性化用户体验的能力而日益受到关注。为促进数据稀缺场景下的隐私保护学习,联邦学习已成为标准方法。然而,该方法面临终端用户间计算资源异构性与数据异构性等挑战。我们提出CoMiGS(基于通用专家与专用专家混合的协同学习),这是首个同时应对这两类挑战的方法。本方法的核心创新在于将混合专家学习目标构建为双层优化问题,其中路由器通过独立验证集进行优化,以确保与目标分布对齐。我们采用交替最小化算法求解该目标,并提供了相应的理论分析。本方法在用户间共享通用专家,同时本地化部署数量可变的专用专家,从而适应用户的计算资源并保护隐私。通过大量实验,我们证明CoMiGS能在每个词元生成过程中有效平衡通用知识与个性化知识。实验表明,在通过专用专家适应本地数据的同时,CoMiGS能凭借通用专家的正则化效应保持对过拟合的鲁棒性。我们开源了协同大语言模型的代码库。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
【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
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
1+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
46+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月14日
Arxiv
92+阅读 · 2020年2月28日
VIP会员
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
相关基金
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
1+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
46+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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员