We study the alternating gradient descent-ascent (AltGDA) algorithm in two-player zero-sum games. Alternating methods, where players take turns to update their strategies, have long been recognized as simple and practical approaches for learning in games, exhibiting much better numerical performance than their simultaneous counterparts. However, our theoretical understanding of alternating algorithms remains limited, and results are mostly restricted to the unconstrained setting. We show that for two-player zero-sum games that admit an interior Nash equilibrium, AltGDA converges at an $O(1/T)$ ergodic convergence rate when employing a small constant stepsize. This is the first result showing that alternation improves over the simultaneous counterpart of GDA in the constrained setting. For games without an interior equilibrium, we show an $O(1/T)$ local convergence rate with a constant stepsize that is independent of any game-specific constants. In a more general setting, we develop a performance estimation programming (PEP) framework to jointly optimize the AltGDA stepsize along with its worst-case convergence rate. The PEP results indicate that AltGDA may achieve an $O(1/T)$ convergence rate for a finite horizon $T$, whereas its simultaneous counterpart appears limited to an $O(1/\sqrt{T})$ rate.


翻译:本文研究双人零和博弈中的交替梯度下降-上升算法。在交替更新方法中,参与者轮流更新其策略,长期以来被认为是博弈学习中简洁实用的方法,其数值性能显著优于同步更新算法。然而,目前对交替算法的理论认识仍然有限,相关成果主要局限于无约束场景。我们证明,对于存在内部纳什均衡的双人零和博弈,当采用较小恒定步长时,交替梯度下降-上升算法以$O(1/T)$遍历收敛速率收敛。该结果首次证明在约束场景下交替策略优于同步梯度下降-上升算法。对于不存在内部均衡的博弈,我们证明了采用与博弈特定常数无关的恒定步长时,算法具有$O(1/T)$局部收敛速率。在更一般场景中,我们构建了性能估计规划框架,以联合优化交替梯度下降-上升算法的步长及其最差收敛速率。性能估计规划结果表明,在有限时域$T$内,交替梯度下降-上升算法可能达到$O(1/T)$收敛速率,而其同步版本似乎受限于$O(1/\sqrt{T})$收敛速率。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学和计算机科学之中,算法(Algorithm)为一个计算的具体步骤,常用于计算、数据处理和自动推理。精确而言,算法是一个表示为有限长列表的有效方法。算法应包含清晰定义的指令用于计算函数。 来自维基百科: 算法
【干货书】算法博弈论,Algorithmic Game Theory,775页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2023年6月19日
【NeurIPS 2021】设置多智能体策略梯度的方差
专知会员服务
21+阅读 · 2021年10月24日
通过条件梯度进行结构化机器学习训练,50页ppt与视频
专知会员服务
13+阅读 · 2021年2月25日
专知会员服务
75+阅读 · 2020年12月7日
从泰勒展开来看梯度下降算法
深度学习每日摘要
13+阅读 · 2019年4月9日
2018年深度学习优化算法最新综述
计算机视觉战队
10+阅读 · 2018年12月11日
简述多种降维算法
算法与数学之美
11+阅读 · 2018年9月23日
推荐算法:Match与Rank模型的交织配合
从0到1
15+阅读 · 2017年12月18日
干货|代码原理教你搞懂SGD随机梯度下降、BGD、MBGD
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年11月25日
绝对干货 | 随机梯度下降算法综述
菜鸟的机器学习
15+阅读 · 2017年10月30日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11日
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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 · 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
4+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
最新“指挥控制”领域出版物合集(16份)
专知会员服务
5+阅读 · 4月12日
面向军事作战需求开发的人工智能(RAIMOND)
专知会员服务
12+阅读 · 4月12日
远程空中优势:新一代超视距导弹的兴起
专知会员服务
2+阅读 · 4月12日
大语言模型溯因推理的统一分类学与综述
专知会员服务
2+阅读 · 4月12日
相关资讯
从泰勒展开来看梯度下降算法
深度学习每日摘要
13+阅读 · 2019年4月9日
2018年深度学习优化算法最新综述
计算机视觉战队
10+阅读 · 2018年12月11日
简述多种降维算法
算法与数学之美
11+阅读 · 2018年9月23日
推荐算法:Match与Rank模型的交织配合
从0到1
15+阅读 · 2017年12月18日
干货|代码原理教你搞懂SGD随机梯度下降、BGD、MBGD
机器学习研究会
12+阅读 · 2017年11月25日
绝对干货 | 随机梯度下降算法综述
菜鸟的机器学习
15+阅读 · 2017年10月30日
精品公开课 | 随机梯度下降算法综述
七月在线实验室
13+阅读 · 2017年7月11日
相关基金
国家自然科学基金
5+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+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
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 · 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
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员