The recent observation of neural power-law scaling relations has made a significant impact in the field of deep learning. A substantial amount of attention has been dedicated as a consequence to the description of scaling laws, although mostly for supervised learning and only to a reduced extent for reinforcement learning frameworks. In this paper we present an extensive study of performance scaling for a cornerstone reinforcement learning algorithm, AlphaZero. On the basis of a relationship between Elo rating, playing strength and power-law scaling, we train AlphaZero agents on the games Connect Four and Pentago and analyze their performance. We find that player strength scales as a power law in neural network parameter count when not bottlenecked by available compute, and as a power of compute when training optimally sized agents. We observe nearly identical scaling exponents for both games. Combining the two observed scaling laws we obtain a power law relating optimal size to compute similar to the ones observed for language models. We find that the predicted scaling of optimal neural network size fits our data for both games. This scaling law implies that previously published state-of-the-art game-playing models are significantly smaller than their optimal size, given the respective compute budgets. We also show that large AlphaZero models are more sample efficient, performing better than smaller models with the same amount of training data.


翻译:神经幂律标度关系的最新观测对深度学习领域产生了重大影响。由此,大量研究聚焦于描述标度定律,尽管主要集中在监督学习领域,对强化学习框架的探讨相对有限。本文对核心强化学习算法AlphaZero的性能标度进行了深入研究。基于Elo等级分、棋力与幂律标度之间的关系,我们在四子棋和五子棋游戏中训练了AlphaZero智能体并分析其性能。研究发现:当计算资源不构成瓶颈时,玩家棋力随神经网络参数量呈幂律标度;当训练最优规模的智能体时,则随计算量呈幂律关系。两种游戏展现出近乎相同的标度指数。结合这两个观测到的标度定律,我们得到了一个类似语言模型的最优规模与计算量的幂律关系。我们发现,最优神经网络规模的预测标度与两种游戏的数据拟合一致。该标度定律表明,在给定计算预算的条件下,此前发表的最先进博弈模型规模显著小于最优规模。我们还发现,大型AlphaZero模型具有更高的样本效率,在相同训练数据量下优于小型模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
【强化学习资源集合】Awesome Reinforcement Learning
专知会员服务
99+阅读 · 2019年12月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年8月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2023年1月19日
Arxiv
67+阅读 · 2022年4月13日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
5+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
9+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
11+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
【强化学习资源集合】Awesome Reinforcement Learning
专知会员服务
99+阅读 · 2019年12月23日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年8月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员