Coded computing has emerged as a powerful paradigm for mitigating the impact of straggling workers in distributed computing systems. However, existing coded-computing schemes are predominantly designed for the exact recovery of highly structured computations, such as polynomial evaluation and matrix multiplication, and typically rely on strict recovery thresholds. These assumptions significantly limit their applicability to modern machine-learning workloads, particularly deep neural networks (DNNs), whose computations generally lack rigid algebraic structure and, in many applications, require only accurate approximations rather than exact recovery. To address this gap, we revisit coded computing from a learning-theoretic perspective and introduce General Coded Computing (GCC). Rather than adopting existing algebraic tools, GCC formulates coded computing through a natural end-to-end mean-squared error loss that directly measures the discrepancy between the desired computations and their recovered estimates. By deriving suitable upper bounds and restricting the encoder and decoder to a reproducing kernel Hilbert space (RKHS) with mild smoothness constraints, we show that both the encoder and decoder admit specific representations as linear combinations of RKHS kernel functions. This representation allows the corresponding coefficients to be computed efficiently. Moreover, this framework enables us to establish theoretical performance guarantees for GCC under two complementary straggler regimes. In the worst-case setting with $N$ worker nodes, and at most $S$ stragglers, we show that the end-to-end loss decays at least at rate $O(S^3N^{-3})$ for standard configurations. We then study a probabilistic setting in which each worker independently straggles with probability $p$. We prove that the expected loss can still converge at rate $O(\log_{1/p}^3(N)N^{-3})$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《深度学习代码智能》综述、基准和工具集
专知会员服务
57+阅读 · 2024年1月2日
《分布式多智能体强化学习的编码》加州大学等
专知会员服务
58+阅读 · 2022年11月2日
【ICLR2022】通过传播网络编码学习通用的神经结构
专知会员服务
13+阅读 · 2022年2月13日
编码计算研究综述
专知会员服务
22+阅读 · 2021年10月26日
【干货书-IBM推荐】机器学习傻瓜式入门,75页pdf
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月29日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
【Manning新书】高级算法与数据结构,769页pdf
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
国家自然科学基金
7+阅读 · 2017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
1+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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
10+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
10+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
相关基金
国家自然科学基金
7+阅读 · 2017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
1+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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员