Local SGD is a popular optimization method in distributed learning, often outperforming other algorithms in practice, including mini-batch SGD. Despite this success, theoretically proving the dominance of local SGD in settings with reasonable data heterogeneity has been difficult, creating a significant gap between theory and practice. In this paper, we provide new lower bounds for local SGD under existing first-order data heterogeneity assumptions, showing that these assumptions are insufficient to prove the effectiveness of local update steps. Furthermore, under these same assumptions, we demonstrate the min-max optimality of accelerated mini-batch SGD, which fully resolves our understanding of distributed optimization for several problem classes. Our results emphasize the need for better models of data heterogeneity to understand the effectiveness of local SGD in practice. Towards this end, we consider higher-order smoothness and heterogeneity assumptions, providing new upper bounds that imply the dominance of local SGD over mini-batch SGD when data heterogeneity is low.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
24+阅读 · 2021年7月19日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
「知识增强预训练语言模型」最新研究综述
专知
18+阅读 · 2022年11月18日
浅谈主动学习(Active Learning)
凡人机器学习
32+阅读 · 2020年6月18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
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30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
3+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
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+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
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关基金
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
3+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
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+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
11+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员