Parameter-Efficient Fine-Tuning (PEFT) has emerged as a prevalent strategy for adapting large pre-trained models. Among PEFT techniques, reparameterization-based methods, particularly those that employ low-rank or sparsity structures, have attracted significant attention. However, these approaches often underperform full fine-tuning. Specifically, low-rank methods constrain the update rank, which is misaligned with the inherently high-rank nature of full fine-tuning. In contrast, sparsity-based techniques limit the flexibility of the parameter space and compromise connectivity across weights. To overcome these limitations, we explore the use of Toeplitz matrices, whose entries are constant along each diagonal, therefore providing a compact parameterization without imposing explicit rank or sparsity constraints. A straightforward approach is to update weights via a product of Toeplitz matrices. However, similar to RNNs, long multiplicative chains often lead to gradient instability. To address this issue, we propose \textbf{ToPA}, a more refined version of this idea that replaces standard Toeplitz matrices with block-wise Toeplitz, greatly increasing each factor's capacity and shortening the chain, thereby stabilizing training and improving expressiveness. We theoretically show that products of block-wise Toeplitz matrices can approximate arbitrary matrices under shorter chain length, justifying the structural design of ToPA. Furthermore, we demonstrate that ToPA offers greater expressivity than existing low-rank and sparse parameterizations. Empirical evaluations across 21 NLP and CV datasets, spanning 5 model architectures, consistently validate the effectiveness of ToPA.


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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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