This paper considers the problem of distributed multi-agent learning, where the global aim is to minimize a sum of local objective (empirical loss) functions through local optimization and information exchange between neighbouring nodes. We introduce a Newton-type fully distributed optimization algorithm, Network-GIANT, which is based on GIANT, a Federated learning algorithm that relies on a centralized parameter server. The Network-GIANT algorithm is designed via a combination of gradient-tracking and a Newton-type iterative algorithm at each node with consensus based averaging of local gradient and Newton updates. We prove that our algorithm guarantees semi-global and exponential convergence to the exact solution over the network assuming strongly convex and smooth loss functions. We provide empirical evidence of the superior convergence performance of Network-GIANT over other state-of-art distributed learning algorithms such as Network-DANE and Newton-Raphson Consensus.


翻译:论文摘要:本文研究了分布式多智能体学习问题,其全局目标是通过局部优化和相邻节点间的信息交换,最小化局部目标(经验损失)函数之和。我们提出了一种牛顿型全分布式优化算法——Network-GIANT,该算法基于依赖中央参数服务器的联邦学习算法GIANT。Network-GIANT的设计结合了每个节点的梯度跟踪与牛顿型迭代算法,以及基于一致性的局部梯度和牛顿更新的平均化。我们证明了该算法在强凸且光滑的损失函数假设下,能够保证在网络中半全局且指数级收敛到精确解。我们还提供了实证证据,证明Network-GIANT在收敛性能上优于其他先进分布式学习算法(如Network-DANE和Newton-Raphson Consensus)。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
129+阅读 · 2020年11月20日
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
108+阅读 · 2020年5月3日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10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
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21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 · 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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
Arxiv
1+阅读 · 2023年6月28日
VIP会员
最新内容
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
0+阅读 · 16分钟前
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
1+阅读 · 44分钟前
深入Project Maven:为何人工智能在战场上依然失灵
锻造未来士兵:外骨骼、基因工程与赛博格
专知会员服务
7+阅读 · 7月19日
《无人机蜂群通信技术研究》50页
专知会员服务
8+阅读 · 7月19日
相关基金
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 · 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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员