In the balanced allocations framework, the goal is to allocate $m$ balls into $n$ bins, so as to minimize the gap (difference of maximum to average load). The One-Choice process allocates each ball to a randomly sampled bin and achieves w.h.p. a $\Theta(\sqrt{(m/n) \cdot \log n})$ gap. The Two-Choice process allocates to the least loaded of two randomly sampled bins, and achieves w.h.p. a $\log_2 \log n + \Theta(1)$ gap. Finally, the $(1+\beta)$ process mixes between these two processes with probability $\beta \in (0, 1)$, and achieves w.h.p. an $\Theta(\log n/\beta)$ gap. We focus on the outdated information setting of [BCEFN12], where balls are allocated in batches of size $b$. For almost the entire range $b \in [1,O(n \log n)]$, it was shown in [LS22a] that Two-Choice achieves w.h.p. the asymptotically optimal gap and for $b = \Omega(n\log n)$ it was shown in [LS22b] that it achieves w.h.p. a $\Theta(b/n)$ gap. In this work, we establish that the $(1+\beta)$ process for appropriately chosen $\beta$, achieves w.h.p. the asymptotically optimal gap of $O(\sqrt{(b/n) \cdot \log n})$ for any $b \in [2n \log n, n^3]$. This not only proves the surprising phenomenon that allocating greedily based on Two-Choice is not the best, but also that mixing two processes (One-Choice and Two-Choice) leads to a process with a gap that is better than both. Furthermore, the upper bound on the gap applies to a larger family of processes and continues to hold in the presence of weights sampled from distributions with bounded MGFs.


翻译:在均衡分配问题中,目标是将$m$个球分配到$n$个槽中,以最小化间隙(最大负载与平均负载之差)。单选择过程将每个球随机分配到一个槽中,并以高概率实现$\Theta(\sqrt{(m/n) \cdot \log n})$的间隙。双选择过程将球分配到两个随机采样槽中负载较轻的一个,并以高概率实现$\log_2 \log n + \Theta(1)$的间隙。最后,$(1+\beta)$过程以概率$\beta \in (0, 1)$混合上述两种过程,并以高概率实现$\Theta(\log n/\beta)$的间隙。我们关注[BCEFN12]中的信息过时设置,其中球以大小为$b$的批次分配。对于几乎整个范围$b \in [1,O(n \log n)]$,[LS22a]证明双选择过程以高概率实现渐近最优间隙;对于$b = \Omega(n\log n)$,[LS22b]证明其以高概率实现$\Theta(b/n)$的间隙。在本工作中,我们证明对于适当选择的$\beta$,$(1+\beta)$过程对于任意$b \in [2n \log n, n^3]$,以高概率实现渐近最优间隙$O(\sqrt{(b/n) \cdot \log n})$。这不仅证明了基于双选择的贪心分配并非最佳这一惊人现象,还表明混合两种过程(单选择和双选择)可产生间隙优于两者的过程。此外,该间隙上界适用于更广泛的过程族,并在存在从具有有界矩生成函数的分布中采样的权重时仍然成立。

0
下载
关闭预览

相关内容

Processing 是一门开源编程语言和与之配套的集成开发环境(IDE)的名称。Processing 在电子艺术和视觉设计社区被用来教授编程基础,并运用于大量的新媒体和互动艺术作品中。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
全球首个GNN为主的AI创业公司,募资$18.5 million!
图与推荐
1+阅读 · 2022年4月16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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
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
2+阅读 · 2015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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月30日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Learning in the Frequency Domain
Arxiv
11+阅读 · 2020年3月12日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
7+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
全球首个GNN为主的AI创业公司,募资$18.5 million!
图与推荐
1+阅读 · 2022年4月16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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
相关基金
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
2+阅读 · 2015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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
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