Large language models impose substantial memory demands and arithmetic costs during inference. Dense-to-mixture-of-experts (MoE) conversion is a model optimization technique that aims to reduce these arithmetic costs. Dense-to-MoE conversion partitions pretrained feed-forward network (FFN) neurons into experts and selects a subset for each token. Leading methods fall into two categories: analytic methods produce a converted model quickly using heuristics, while learning methods produce a model much more slowly by optimizing via gradients. Both approaches, however, fix the same active expert count, or "utilization," at every layer. We introduce Spectral-MoE, which learns to allocate a utilization budget heterogeneously across layers. Its name draws a metaphor between separating a dense FFN into experts and separating a light beam into its spectrum. Spectral-MoE consists of two distinct approaches: a static approach that uses a single per-layer scalar which is shared across tokens, and a dynamic approach which emits a per-token schedule. We demonstrate that both allocators improve performance over uniform on both the analytic-based and learning-based SOTA dense-to-MoE methods. At 25% FFN utilization, dynamic allocation reduces WikiText-2 perplexity relative to uniform by 1.04, 2.96, and 2.71 points on the learned base for Llama-2-7B, Llama-3-8B, and Qwen2.5-7B, respectively. The corresponding reductions on the analytic base are 2.45, 6.26, and 2.17 points. On the learned base, dynamic allocation improves six-task mean accuracy over uniform by an average of 1.5, 4.2, and 3.6 percentage points across the three models at FFN utilizations of 12.5%, 25%, and 50%, respectively. These results establish per-layer expert utilization as a novel optimization axis in dense-to-MoE conversion.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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